基于Labview的光伏发电数据监测系统的设计

摘要：基于Labview图形化编程软件开发了一种用于光伏发电特性及周围环境测试的实时监测系统。该系统由传感器、变换器、FieldPoint模块及主监控PC组成。利用温度、电压、电流、辐照度等多种传感器、变换器采集发电系统现场的信息，输入到FieldPoint模块进行信号的调理及数据采集，经RS485总线传输到计算机进行数据的显示、处理、转换和存储，系统模块化的特点使测试项目可以扩充。利用DataSocket通信技术和Labview远程访问技术实现系统本地和远程监测的功能。该系统可实时同步测量光伏发电系统的各种数据，存储的数据库信息可以为日后的科学研究提供依据，为光伏发电技术的改进与提高奠定了基础。

1引言

光伏发电系统的能量输出因周围环境的变化而表现出较大的差异，对光伏发电系统进行实时监测，可以获得原始测量数据，为系统的改进与优化以及以后的科学研究提供有用数据，对系统环境参数及其系统本身的电气性能进行监测和分析是保证系统正常高效运行的前提。光伏发电系统的运行一般是在无人职守的情况下进行，对地面上很分散的光伏系统进行监测维护是十分困难繁琐的，需要大量的时间和人力物力，因此在光伏发电系统中采用远程数据监测系统具有重要意义。Labview可以利用高性能的模块化硬件，结合高效灵活的软件来完成各种测试、测量和自动化应用。灵活高效的软件可以创建自定义的光伏监测系统的用户界面并能提供强大的后续数据处理能力，可以方便的设置数据处理、转换、存储的方式[4].模块化的硬件能方便的提供全方位的系统集成，另外Labview还有网页发布、报告生成、数据管理以及软件连接等功能。本文利用Labview的强大功能配合FieldPoint模块化分布式I/O设计了一种光伏发电数据监测系统，并通过网页发布的功能达到远程监测的目的。

2光伏监测系统原理

图1为光伏数据监测系统的原理框图。用电流、电压、温度、风速等传感器感应光伏发电系统及周围环境的信息，生成可测量的电信号。由于传感器得到的信号可能会很微弱或者含有大量噪声，需通过信号调理装置进行放大、衰减、隔离、多路复用、滤波等操作。通过调理后的信号就可以与数据采集设备连接了。监测系统采用工业RS485总线实现下位机与监控主PC之间的通讯。RS485总线最大的通信距离约为1219m,最大传输速率为10Mb/S,传输速率与传输距离成反比，在100Kb/S的传输速率下可达到最大的通信距离，加中继器以后可以达到更大的传输距离。Labview软件及其配套的DAQ(DataAcquisition)驱动程序与数据采集硬件形成了一套完整的数据采集、分析和显示系统。同时Labview软件还能够完成数据存储任务，以便为以后的科学研究提供可靠数据。通过软件中的Web发布工具，可以通过互联网随时登入监测系统进行远程数据监测。

图1光伏数据监测系统原理框图

3光伏监测系统硬件设计

3.1传感器和变换器