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集智達RemoDAQ-8350與PCI-5141在太陽(yáng)能并網(wǎng)發(fā)電及控制系統中的應用

太陽(yáng)能發(fā)電是最理想的新能源

  照射在地球上的太陽(yáng)能非常巨大,大約40分鐘照射在地球上的太陽(yáng)能,便足以供全球人類(lèi)一年能量的消費??梢哉f(shuō),太陽(yáng)能是真正取之不盡、用之不竭的能源。而且太陽(yáng)能發(fā)電絕對干凈,不產(chǎn)生公害。所以太陽(yáng)能發(fā)電被譽(yù)為是理想的能源。

  從太陽(yáng)能獲得電力,需通過(guò)太陽(yáng)電池進(jìn)行光電變換來(lái)實(shí)現。它同以往其他電源發(fā)電原理完全不同,具有以下特點(diǎn):無(wú)枯竭危險;絕對干凈(無(wú)公害);不受資源分布地域的限制;可在用電處就近發(fā)電;能源質(zhì)量高;使用者從感情上容易接受;獲取能源花費的時(shí)間短。不足之處是:照射的能量分布密度小,即要占用巨大面積;獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關(guān)。但總的說(shuō)來(lái),瑕不掩瑜,作為新能源,太陽(yáng)能具有極大優(yōu)點(diǎn),因此受到世界各國的重視。

太陽(yáng)能發(fā)電原理

  太陽(yáng)能發(fā)電是對光有響應并能將光能轉換成電力的器件。能產(chǎn)生光伏效應的材料有許多種,如:?jiǎn)尉Ч?,多晶硅,非晶硅,砷化鎵,硒銦銅等。它們的發(fā)電原理基本相同,現以晶體為例描述光發(fā)電過(guò)程。P型晶體硅經(jīng)過(guò)摻雜磷可得N型硅,形成P-N結。

  當光線(xiàn)照射太陽(yáng)能電池表面時(shí),一部分光子被硅材料吸收;光子的能量傳遞給了硅原子,使電子發(fā)生了越遷,成為自由電子在P-N結兩側集聚形成了電位差,當外部接通電路時(shí),在該電壓的作用下,將會(huì )有電流流過(guò)外部電路產(chǎn)生一定的輸出功率。這個(gè)過(guò)程的實(shí)質(zhì)是:光子能量轉換成電能的過(guò)程。

并網(wǎng)發(fā)電系統

  并網(wǎng)發(fā)電系統是將光伏陣列產(chǎn)生的可再生能源不經(jīng)過(guò)蓄電池儲能,通過(guò)并網(wǎng)逆變器直接反向饋入電網(wǎng)的發(fā)電系統。

  因為直接將電能輸入電網(wǎng),免除配置蓄電池,省掉了蓄電池儲能和釋放的過(guò)程,可以充分利用可再生能源所發(fā)出的電力,減小能量損耗,降低系統成本。并網(wǎng)發(fā)電系統能夠并行使用市電和可再生能源作為本地交流負載的電源,降低整個(gè)系統的負載缺電率。同時(shí),可再生能源并網(wǎng)系統可以對公用電網(wǎng)起到調峰作用。網(wǎng)發(fā)電系統是太陽(yáng)能風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展方向,代表了21世紀具吸引力的能源利用技術(shù)。

系統包括光伏板、匯流箱、逆變器、配電箱組成(如圖所示)

 

并網(wǎng)發(fā)電控制系統

并網(wǎng)發(fā)電控制系統包括光伏板支架控制子系統、匯流箱檢控制子系統、逆變器及配電采集控制子系統,經(jīng)由雙CAN現場(chǎng)總線(xiàn),與本地上位工業(yè)控制計算機相連,再通過(guò)廣域網(wǎng)與中心計算機系統相連(如圖所示)

系統采用現場(chǎng)總線(xiàn)CAN對各子系統進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和控制,為保證安全可靠采用熱備冗余系統,對于原有子系統具有RS-232/485串口的,通過(guò)R-8350轉換為雙CAN接口。

R-8350模塊主要實(shí)現RS-232/485CAN的轉換,同時(shí)帶有模擬量輸入和開(kāi)關(guān)量輸入功能,以實(shí)現特定數據的采集,其具體規格如下:

1.     2CAN隔離接口,路間隔離,對外隔離,安全可靠

2.     1RS-232接口,光電隔離,提供ESD保護,TX/RX指示燈

3.     1RS-485接口,光電隔離,提供ESD保護,TX/RX指示燈

4.     提供2路隔離DI,1AI。

5.     提供4個(gè)0~9BCD編碼輸入

6.     可實(shí)現232/485CAN的透明轉換,也可實(shí)現帶協(xié)議(Device NET  的轉換,也可以提供可編程環(huán)境,適應用戶(hù)個(gè)性化要求。

7.     工作溫度-40~+85

8.     模塊化設計,體積小易于安裝(導軌)

該模塊適應性強,既可以將RS-232/485設備轉換為CAN總線(xiàn)設備,又可以直接作為采集器使用。

對于沒(méi)有智能口的匯流箱和配電箱,通過(guò)對R-8350擴展I/O口來(lái)實(shí)現。

上位機采用集智達工業(yè)控制計算機,以保證系統的穩定性和可靠性,并通過(guò)PCM-5141 4CAN智能通信卡與各子系統相連,軟件采用IFIX組態(tài)軟件,易于開(kāi)發(fā),畫(huà)面美觀(guān),運行穩定。

集智達公司PCI-5141智能CAN接口卡是具有PCI接口的高性能CAN總線(xiàn)通訊適配卡,它使PC機方便地連接到CAN總線(xiàn)上,實(shí)現CAN2.0B協(xié)議的數據通訊。

PCI-5141智能CAN接口卡采用標準PCI接口,實(shí)現與主機PC的高速數據交換;接口符合PCI2.1規范。PCI-5141智能CAN接口卡集成4個(gè)電氣獨立的CAN接口通道,使得在開(kāi)發(fā)應用中更顯方便和靈活;每個(gè)通道光電隔離,保護計算機避免地環(huán)流的損壞,增強系統在惡劣環(huán)境中使用的可靠性;接口卡采用四層電路板,全部SMT工藝,保證長(cháng)期工作的可靠性。

PCI-5141智能CAN接口卡采用WDM驅動(dòng)程序支持WIN98,WIN2000,WinXP等操作系統,支持一機多卡;提供完整VC++開(kāi)發(fā)例程示范代碼,方便用戶(hù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

具體參數如下:

 PC接口:                3233M PCI數據總線(xiàn),PCI 2.1兼容;

 板載數據存儲器:  8KB  Dual Port RAM;

 CAN控制器:         PHILIPS  SJA1000T;

 CAN收發(fā)器:         PHILIPS  PCA82C250;

 數據傳送速率:     CAN通訊速率可編程,范圍在5Kbps~1Mbps之間;

 CAN通訊接口:     DB9針型插座;

 CAN協(xié)議:            CAN 2.0B規范(PeliCAN);

 光電隔離耐壓:    1000VDC;

 物理尺寸標準       135.6mm * 95.6mm

 運行環(huán)境:           Win98、Win2000/XP等操作系統;

工業(yè)控制計算機通過(guò)CAN總線(xiàn)對子系統設備進(jìn)行采集和控制,并將數據通過(guò)廣域網(wǎng)絡(luò )傳給管理中心計算機。操作人員可以在現場(chǎng)對設備進(jìn)行操作和查看信息,也可以在遠程計算機上對現場(chǎng)的設備進(jìn)行操作及查看數據。

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