摘 要

随着光伏发电技术在全世界范围内的日益扩展，大量的光伏发电系统已经建立。随着光伏系统测量参数的增加和数据的积累，对测量数据的管理和分析系统要求日益提高，因而需要一个实用且高效的光伏并网发电数据采集和管理系统。由美国NI公司开发的LabVIEW软件G语言编程环境的数据流概念和模块化编程思路与并网光伏发电这种多数据多模块的系统非常契合并且利于后期的维护和升级。此外，LabVIEW与DAQmx软件及NI USB-6008在工业领域和学术研究领域的广泛应用，基于LabView的光伏并网数据采集与分析系统设计与开发无疑能使开发出管理系统支持多种硬件接口和数据结构，从而使系统更易于应用至多个领域和场合。

关键词：光伏并网，LabVIEW，数据采集，数据处理，管理系统

ABSTRACT

As photovoltaic(PV) technology increasingly developing, a large number of photovoltaic power generation system has been established all over the world. With the increase of photovoltaic gird system measurement parameters and data accumulation, requirements of measurement data management and analysis system are increasing day by day. Need about a series of practical and efficient system to collect the data of photovoltaic grid power generation and to manage it. Developed by the NI(National Instrument) LabVIEW with G-language programming environment and its concept of data streams and modular programming ideas are so perfectly fit with the photovoltaic gird data the system, also more conducive to the late maintenance and system online upgrade. In addition, the LabVIEW with DAQmx expand and NI USB-6008 are widely used in academic research and industry. Developing a data acquisition and analysis system for photovoltaic power generation based on LabVIEW and its expand will doubtlessly make it support vary of hardware and data structure, which makes the system be able to applicate in every occasion.

Key Words：Photovoltaic (PV) Grid, LabVIEW, Data AcQuisition, Data Processing and Management System

目 录

第1章 绪论 1

1.1 系统开发背景 1

1.2 LabVIEW软件平台 2

第2章 系统架构 4

2.1 硬件搭建 4

2.2 软件架构 4

第3章 模块搭建 6

3.1 数据采集模块 6

3.1.1 NI USB-6008 6

3.1.2 DAQ助手配置 7

3.2 数据处理模块 11

3.2.1 电压模块 11

3.2.2 电流模块 12

3.2.3 温度模块 13

3.3 显示模块 13

3.4 多电站切换模块 16

3.5 权限分级模块 17

3.6 管理模块 19

3.7 人机交互界面 21

第4章 总结与结论 24

参考文献 25

附录 26

致谢 28

第1章 绪论

1.1 系统开发背景

随着全球经济，技术的发展，石油、天然气和煤炭正逐步消耗，化石能源的枯竭成为世界各国需要共同面临的课题。常规非再生能源已经不能满足人类的需求。与此同时，化石能源造成的环境污染和生态失衡等问题制约了社会经济的发展甚至威胁人类生存，使得人类对可再生能源的需求越来越迫切。新能源产业飞速发展，尤其是太阳能发电已成为新能源产业重要的方面之一。首先，太阳能分布广泛，分布在地球的各个角落，没有地域的限制，无论陆地或海洋，无论高山或岛屿，都处处皆有。可供全球各个国家民族的人民直接开发和利用，且便于采集，无须开采和运输。其次，开发利用太阳能不会污染环境，它是最清洁能源之一，在环境污染越来越严重的当下，这一点是极其宝贵的。再有太阳能开发的潜力是巨大的，每年到达地球表面上的太阳辐射能约相当于130万亿吨煤燃烧发出的总电量，其总量属现今世界上最大的可开发能源。最后，根据太阳内部核聚变反应速率估算，氢的贮量足够维持上百亿年才会坍塌，而地球的寿命约为几十亿年。从这个意义上讲，可以说太阳的能量是用之不竭的。作为一种环境友好并能有效提高生活标准的新型发电方式，光伏发电技术正在全球范围内逐步得到推广和应用。

太阳能的利用有很多种，有光-热转换，光-电转换，光-化学转换等三种方式。其中光-热转换是利用光的热效应，将太阳能辐射转换成热能；光-电转换是利用光的伏特效应，将太阳能辐射直接转换成电能；而光-化学转换时利用光能分解化学物质产生化学能。在这三种太阳能的有效利用中，太阳能的光-电转换就是俗称的光伏发电，以其独特的优势和便捷的应用成为今年来发展最快、最具活力的研究领域。太阳能发电是由太阳能电池实现的，太阳能电池利用光合材料的相互作用直接产生电能，不需要消耗燃料和水等物质，使用中不释放包括二氧化碳在内的任何气体，是对环境无污染的可再生资源。这对于改善生态环境，缓解温室气体的有害作用具有重大意义。因此，太阳能光伏发电是21世纪的重要能源之一，光伏发电作为利用太阳能的一种有效方式也得到了迅速的发展。

中国政府早期通过国际间的合作，引进并完成了中国西部的系列示范项目。主要是采用户用光伏发电系统或建设小型光伏发电站，从而解决偏远地区无电村和无电户的供电难题。此外，光伏发电在通讯，气象，铁路，公路及长距离管线等领域有良好的应用前景。这两者占据了目前我国的光伏发电的主要部分，但都不是并网发电，并且两者的建筑一体化水平都较低，或者基本没有考虑到。光伏发电技术的最好的实现形式是光伏建筑一体化及并网发电。

光伏发电一体化系统是一种新兴的能源发电方式，它将半导体技术，电子电力技术，建筑工程技术等不同领域的技术结合在一起。一方面半导体技术的发展同新月异，光伏技术领域不断产生新的材料和工艺，光伏电池及组件不断更新换代。另一方面，光伏和建筑一体化的不断发展，出现了作为建筑构件的光伏组件，在新建大型建筑中得到广泛应用。因此建立起一套实用且高效的光伏并网发电数据采集和管理系统势在必行。