使用LabVIEW軟件和NIPXI硬件為并網(wǎng)光伏(PV)設(shè)概要

使用LabVIEW軟件和NIPXI硬件為并網(wǎng)光伏(PV)設(shè)綱領(lǐng)使用LabVIEW軟件和NIPXI硬件為并網(wǎng)光伏(PV)設(shè)綱領(lǐng)3/3使用LabVIEW軟件和NIPXI硬件為并網(wǎng)光伏(PV)設(shè)綱領(lǐng)使用LabVIEW軟件和NIPXI硬件為并網(wǎng)光伏（PV）設(shè)施迅速開發(fā)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)綱領(lǐng)：實(shí)現(xiàn)了一種全集成可變帶寬中頻寬帶低通濾波器，談?wù)摻馕隽丝鐚?dǎo)放大器-電容(OTA—C)連續(xù)時(shí)間型濾波器的構(gòu)造、設(shè)計(jì)和詳細(xì)實(shí)現(xiàn)，使用外面可編程電路對(duì)所設(shè)計(jì)濾波器帶寬進(jìn)行控制，并利用ADS軟件進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表示，該濾波器帶寬的可調(diào)范圍為1～26MHz，阻帶控制率大于35dB，帶內(nèi)漣漪小于0．5dB，采用1．8V電源，TSMC0．18μmCMOS工藝庫(kù)仿真，功耗小于21mW，頻響曲線湊近理想狀態(tài)。重點(diǎn)詞：Butte挑戰(zhàn)：以低的成本在短時(shí)間內(nèi)建立一個(gè)自定義的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以使用多種測(cè)量設(shè)施評(píng)估并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的性能和特點(diǎn)。解決方案：使用開放式的NILabVIEW軟件平臺(tái)設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和專用接口軟件，將多個(gè)測(cè)量設(shè)施的輸出經(jīng)過串行接口輸入到PXI系統(tǒng)，同時(shí)使用現(xiàn)成的用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議（UDP）函數(shù)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C，供應(yīng)不同樣樣測(cè)量結(jié)果的實(shí)時(shí)顯示?！罢自O(shè)施的中心是NIPXI-8184實(shí)時(shí)控制器，它供應(yīng)了數(shù)據(jù)積蓄功能、有著極高的系統(tǒng)可靠性、緊湊性、牢固性和方便的可配置性?！?007年，新加坡政府投入3.5億新加坡元用于將城市改造為全球干凈能源樞紐，重點(diǎn)是開發(fā)太陽(yáng)能。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)，新加坡政府和經(jīng)濟(jì)發(fā)展局手下的干凈能源研究與實(shí)驗(yàn)計(jì)劃（CERT）擬定了多項(xiàng)舉措。為此，我們開設(shè)了含有五種不同樣樣光伏面板的太陽(yáng)能科技中心，功率總計(jì)達(dá)14.2kW。中心用于顯現(xiàn)不同樣樣的并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，并作為研究熱帶天氣條件下不同樣樣光伏模塊長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的性能和特點(diǎn)的測(cè)試實(shí)驗(yàn)中心。為了研究這些光伏模塊的性能和特點(diǎn)，我們請(qǐng)來自電子工程部門的一支團(tuán)隊(duì)，以低成本在短時(shí)間內(nèi)建立可以測(cè)量待測(cè)光伏陣列不同樣樣參數(shù)和實(shí)質(zhì)天氣條件的自定義實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。團(tuán)隊(duì)使用LabVIEW軟件進(jìn)行開發(fā)，由于它供應(yīng)了開放式的開發(fā)平臺(tái)、多功能性以及獨(dú)創(chuàng)的圖形用戶界面。軟件同意他們迅速開發(fā)非標(biāo)準(zhǔn)的Modbus串行通信協(xié)議，它是將多個(gè)測(cè)量設(shè)施輸出傳達(dá)到PXI實(shí)時(shí)控制器系統(tǒng)的重點(diǎn)接口。此后，使用UDP通信件數(shù)，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C用于實(shí)時(shí)顯示、解析和積蓄。光伏系統(tǒng)測(cè)量?jī)x器整套設(shè)施的中心是NIPXI-8184實(shí)時(shí)控制器，它供應(yīng)了數(shù)據(jù)積蓄功能、有著極高的系統(tǒng)可靠性、緊湊性、牢固性和方便的可配置性。軟件的開發(fā)是鑒于LabVIEW和LabVIEW實(shí)時(shí)模塊進(jìn)行的。PV測(cè)量與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)如圖1所示。開發(fā)Modbus串行通信功能天氣監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由七個(gè)測(cè)量參數(shù)組成，包括全球太陽(yáng)輻照度、散射太陽(yáng)輻照度、溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向和降雨量。光伏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量參數(shù)包括直流電壓、直流電流和面板溫度。溝通電源和功率發(fā)生使用電子功率計(jì)采集。其余，總合有22個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)是從測(cè)量?jī)x器和五個(gè)電子功率計(jì)采集的，總計(jì)23個(gè)測(cè)量值。為了可以辦理多種測(cè)量數(shù)據(jù)，并且最小化設(shè)施和PXI控制器之間的連線，我們使用串行接口。團(tuán)隊(duì)使用Modbus遠(yuǎn)程終端單元（RTU），它是開放式的串行（RS232或RS485）協(xié)議，供應(yīng)經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)連結(jié)設(shè)施之間的主/從通信。它使用簡(jiǎn)單、可靠、成本低，并且可以互換二進(jìn)制格式的數(shù)據(jù)，進(jìn)而提高了吞吐量?？墒?，每個(gè)Modubs設(shè)施制造商都用不同樣樣的函數(shù)代碼、數(shù)據(jù)格式和循環(huán)冗余考證（CRC）代碼實(shí)現(xiàn)這個(gè)協(xié)議。因此，開發(fā)Modbus驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)而同意用戶依照不同樣樣制造商的要求改正協(xié)議的實(shí)現(xiàn)是必要的。由于LabVIEW供應(yīng)了虛假儀器軟件架構(gòu)（VISA）串行函數(shù)，因此設(shè)計(jì)程序在這些設(shè)施之間進(jìn)行通信是簡(jiǎn)單的。其余，由于供應(yīng)了數(shù)據(jù)操作函數(shù)，比方切割數(shù)字、帶進(jìn)位右移、互換字節(jié)、種類變換等，我們可以方便地使用對(duì)應(yīng)的函數(shù)代碼、數(shù)據(jù)格式和CRC錯(cuò)誤考證算法實(shí)現(xiàn)Modbus信息構(gòu)造。這樣我們開發(fā)并測(cè)試了ModbusRTU接口程序，并且可以為不同樣樣制造商的設(shè)施工作。從PXI實(shí)時(shí)控制器到PC的數(shù)據(jù)傳達(dá)團(tuán)隊(duì)使用LabVIEW中的UDP函數(shù)將采集到的數(shù)據(jù)傳達(dá)到PC中。UDP簡(jiǎn)單，方便，并能將信息同時(shí)廣播到多個(gè)地點(diǎn)的功能。誠(chéng)然它不保證可靠的數(shù)據(jù)傳達(dá)，可是在這個(gè)系統(tǒng)中，這其實(shí)不會(huì)造成什么影響，由于該系統(tǒng)只要要將數(shù)據(jù)以10s的時(shí)間間隔傳達(dá)到PC中即可，因此即便拋棄了一些數(shù)據(jù)點(diǎn)，也不會(huì)致使任何問題。設(shè)計(jì)圖形化用戶界面系統(tǒng)需求之一是供應(yīng)顯示所有與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量數(shù)據(jù)以及太陽(yáng)能技術(shù)中心設(shè)置相關(guān)的綜合信息。LabVIEW中的選項(xiàng)卡控件為用戶供應(yīng)了在單調(diào)應(yīng)用程序中放置所有信息而不讓用戶界面變得過于復(fù)雜的合用功能。另一個(gè)挑戰(zhàn)是將不同樣樣測(cè)量數(shù)據(jù)顯示在圖表中。圖表讓用戶直觀地看到一個(gè)參數(shù)和另一個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系，以及任何參數(shù)的變化趨勢(shì)。在任何一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上有個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中包括天氣參數(shù)、光伏直流電壓和電流以及每個(gè)種類太陽(yáng)能面板的面板溫度。在一張圖表上列出所有數(shù)據(jù)是不可以能的。這可以經(jīng)過用程序方法控制圖表繪制加以解決。程序的設(shè)計(jì)使用了項(xiàng)目采用以及圖表屬性節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)。用戶可以在一個(gè)圖表中一次性查察多達(dá)四條數(shù)據(jù)曲線和測(cè)量參數(shù)。圖顯示了用戶界面的截屏。結(jié)論LabVIEW幫助我們的團(tuán)隊(duì)在三個(gè)月內(nèi)迅速開發(fā)了Modbus接口程序，并且設(shè)計(jì)了富饒信息量的優(yōu)異用戶界面。使用NIPXI硬件保證了系統(tǒng)可靠性，它自從2008年9月以來每周七天，每天24小時(shí)不中斷運(yùn)行到此刻。我們團(tuán)隊(duì)的下一個(gè)任務(wù)是評(píng)估光伏系統(tǒng)性能，包括評(píng)估光伏陣列效率、能量發(fā)生對(duì)于天氣條件和模塊條件的關(guān)系。圖2：用戶界面截屏作者信息:ChinSietChooNgeeAnnPolytechnic新加坡本文已登載于