《電子技術(shù)應(yīng)用》
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WEINVIEW觸摸屏在太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)逆變器中的應(yīng)用
摘要: 摘要:近年來(lái),隨著國(guó)內(nèi)外大批的太陽(yáng)能光伏電站的建立和并網(wǎng)發(fā)電,,作為光伏發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備光伏并網(wǎng)逆變器具有廣闊的市場(chǎng)前景,。本文主要介紹WEINVIEW觸摸屏在太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)逆變器中的應(yīng)用,,在這個(gè)系統(tǒng)中,,觸摸屏和逆變控制器通信,,完成相關(guān)的數(shù)據(jù)采集,,資料的保存,,報(bào)警信息的登錄,圖文并茂顯示逆變器運(yùn)行參數(shù)和實(shí)
Abstract:
Key words :

  摘要:近年來(lái),,隨著國(guó)內(nèi)外大批的太陽(yáng)能光伏電站的建立和并網(wǎng)發(fā)電,,作為光伏發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備光伏并網(wǎng)逆變器具有廣闊的市場(chǎng)前景。本文主要介紹WEINVIEW觸摸屏在太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)逆變器中的應(yīng)用,,在這個(gè)系統(tǒng)中,,觸摸屏和逆變控制器通信,完成相關(guān)的數(shù)據(jù)采集,,資料的保存,,報(bào)警信息的登錄,圖文并茂顯示逆變器運(yùn)行參數(shù)和實(shí)時(shí)狀態(tài),,并通過(guò)485或以太網(wǎng)和上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊,,實(shí)現(xiàn)整個(gè)并網(wǎng)電站的實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)配。
  關(guān)鍵詞:光伏 逆變器   觸摸屏 DSP
Abstract:In recent years, with the large number of solar photovoltaic power plants establishing and grid connection generation at home and abroad , As the key equipment in PV power generation, photovoltaic grid-connected inverter has broad market prospect. The introduction in this paper focus on the application of WEINVIEW touch screen in photovoltaic grid-connected inverter. In this system, touch screen communicates with the microcontroller, and completes related data acquisition, information saving, alarm information loginning, and shows operating parameters and real-time status of inverter on the touch screen , Remote communication with the host computer through the RS485 or the Ethernet, At last to achieve real-time monitoring and deploy of the entire grid station.
Keywords: Photovoltaic  Inverter  Touch screen    DSP
  1 引言
  隨著全球經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,各行業(yè)能耗加劇,,石油,、煤炭等傳統(tǒng)化石能源日趨枯竭。世界各國(guó)都把目光投向了可再生能源,,希望可再生能源改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu),維持長(zhǎng)遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展,。在可再生能源中,,太陽(yáng)能以其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)而成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。太陽(yáng)能是取之不盡,、用之不竭,、無(wú)污染的綠色能源。世界各國(guó)都在投入巨資建設(shè)大規(guī)模的太陽(yáng)能發(fā)電站,。我國(guó)在光伏研究和產(chǎn)業(yè)方面也取得了較快的進(jìn)展,,2006年1月1日實(shí)施的《可再生能源法》,標(biāo)志著太陽(yáng)能發(fā)電已納入我國(guó)的能源發(fā)展規(guī)劃之中,。根據(jù)2007年9月發(fā)布的《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》,,2020年,我國(guó)太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備累計(jì)裝機(jī)容量將達(dá)到2000MW ,。
  太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)逆變器是整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的設(shè)備之一,,它是把太陽(yáng)能電池板產(chǎn)生的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能的設(shè)備,運(yùn)行過(guò)程中需要多個(gè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè),、計(jì)算,、顯示、記錄,、保存,、報(bào)警等處理,需要和上位計(jì)算機(jī),、逆變控制器,、無(wú)線GPRS模塊進(jìn)行通訊,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換,。本文主要講述WEINVIEW觸摸屏在太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)逆變器中的應(yīng)用,。
  2 系統(tǒng)原理和方案設(shè)計(jì)
  太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)逆變器是把太陽(yáng)能電池板通過(guò)光伏效應(yīng)產(chǎn)生的直流電能進(jìn)行逆變,轉(zhuǎn)換成同電網(wǎng)同頻率,、同相位的交流電,,接入電網(wǎng)對(duì)外進(jìn)行輸電。逆變器運(yùn)行中要把測(cè)量的實(shí)時(shí)參數(shù)送給觸摸屏,,進(jìn)行顯示,、記錄等操作,也可和上位機(jī)通訊進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示:

圖1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

  3 WEINVIEW畫面設(shè)計(jì)要求
  本系統(tǒng)采用WEINVIEW MT8100I型號(hào)觸摸屏,,高品質(zhì)10寸寬屏設(shè)計(jì),,LED背光模組;采用400MHz RISC CPU,,使運(yùn)行速度更快,;內(nèi)置電源隔離保護(hù)器,提高了產(chǎn)品的抗干擾能力,,適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境下運(yùn)行,;多種標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,方便用戶使用,;大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能,,并且可以直接存儲(chǔ)或備份到U盤、SD卡或上位機(jī)上,,滿足逆變器運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)信息,。
  3.1 觸摸屏主界面設(shè)計(jì)
  主界面顯示逆變器運(yùn)行的各種運(yùn)行參數(shù):PV電壓、PV電流,、A,、B、C三項(xiàng)交流電壓和電流,、功率因數(shù),、電網(wǎng)頻率、輸出功率,、日發(fā)電量,、總發(fā)電量、CO2減排量等,,逆變器運(yùn)行狀態(tài)指示,,實(shí)時(shí)時(shí)間,以及其他操作菜單,。下圖分別是主界面的中英文顯示菜單,。

圖2  觸摸屏主界面中文顯示

圖3   觸摸屏主界面英文顯示

  3.2  功率曲線顯示功能設(shè)計(jì)
  實(shí)時(shí)功率是逆變器運(yùn)行中一個(gè)非常重要的參數(shù),功率曲線圖反映逆變器運(yùn)行的歷史運(yùn)行情況和趨勢(shì),。逆變器功率曲線顯示由兩條宏指令完成:
  A:逆變器運(yùn)行的實(shí)時(shí)功率計(jì)算與存儲(chǔ)
  功率計(jì)算宏指令1分鐘循環(huán)執(zhí)行一次,,計(jì)算三相輸出功率。根據(jù)當(dāng)前時(shí)間計(jì)算出功率存儲(chǔ)的地址,把當(dāng)前功率值保存在RW_A對(duì)應(yīng)的地址中,。
  存儲(chǔ)地址=日*1440+時(shí)*60+分,。每分鐘保存一次,功率數(shù)據(jù)占一個(gè)單元(功率數(shù)據(jù)保存是從0時(shí)開始的全天數(shù)據(jù)),。
  B:功率曲線顯示
  觸摸屏上功率曲線顯示,,是通過(guò)XY曲線元件來(lái)實(shí)現(xiàn),。
  XY曲線顯示宏指令如下:
  macro_command main()
  short i,add,add0,day
  int z
  i=3
  SetData(i, "Local HMI", LW, 402, 1)          //XY曲線顯示控制單元
  i=720
  SetData(i, "Local HMI", LW, 403, 1)          //XY曲線顯示長(zhǎng)度
  for i="0" to 720 step 1
  add=500+i
  SetData(i, "Local HMI", LW, add, 1)       //X軸資料賦值,從500單元開始,賦值0到720
  next i
  GetData(day, "Local HMI", LW, 9020, 1)      //讀取當(dāng)前日期
  add=day*1440+360        //從早上6點(diǎn)開始,,單元地址加6*60=360偏置量
  for i="0" to 720 step 1
  GetData(z, "Local HMI", RW_A, add, 1)   //從RW_A讀取功率值
  add=add+1
  add1=i+1300
  SetData(z, "Local HMI", LW, add1, 1)    //Y軸資料賦值,,從1300單元開始
  next i
  end macro_command
  進(jìn)行相應(yīng)按鍵觸摸后執(zhí)行該條宏指令,寫入顯示控制地址內(nèi)容為3(清除原曲線,,顯示新曲線),,曲線長(zhǎng)度為720(12*60),X軸資料從LW的第500單元開始,,內(nèi)容依次為0到720,,Y軸資料從LW的第1300單元開始,內(nèi)容依次為從早6點(diǎn)到晚18點(diǎn)的功率數(shù)據(jù),。

圖4   功率曲線

  XY曲線顯示配置方式如下:

圖5   XY曲線配置

  4 觸摸屏通訊設(shè)計(jì)
  觸摸屏在光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)正常運(yùn)行中主要扮演監(jiān)控與數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔茫?、系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí)參數(shù),、狀態(tài)等要及時(shí)傳輸?shù)接|摸屏上進(jìn)行計(jì)算,、顯示、記錄,、報(bào)警,;2、遠(yuǎn)端的上位機(jī)電腦需要通過(guò)觸摸屏去監(jiān)控,、調(diào)配系統(tǒng),。其通訊配置如下圖所示:

圖6  觸摸屏通訊拓?fù)鋱D

  觸摸屏中添加通訊設(shè)備情況如下:

 圖7 設(shè)備列表

  4.1 觸摸屏與逆變器通訊設(shè)置
  光伏逆變器主控制器采用TI公司TMS320F2812 數(shù)字處理器,觸摸屏通過(guò)MODBUS RTU (Adjustable)通訊協(xié)議與之通訊,,通訊波特率為9600Kbps,,采用RS232接口類型。系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置如下:

圖8  觸摸屏與DSP通訊參數(shù)設(shè)定

  4.2 上位機(jī)監(jiān)控調(diào)配設(shè)置
  光伏并網(wǎng)逆變器在需要和上位機(jī)進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電監(jiān)控時(shí),,采用458總線通訊,,主從方式,觸摸屏作為MODBUS Server設(shè)備,。根據(jù)設(shè)置的站號(hào)進(jìn)行區(qū)分,。當(dāng)上位機(jī)發(fā)出讀取逆變器運(yùn)行數(shù)據(jù)命令,符合觸摸屏站號(hào)時(shí),,觸摸屏返回相應(yīng)單元的內(nèi)容,,完成數(shù)據(jù)傳輸。實(shí)現(xiàn)光伏電站的監(jiān)控功能,。系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置如下:

圖9 上位機(jī)通訊設(shè)置

  觸摸屏每隔一段時(shí)間,,自動(dòng)保存逆變器的數(shù)據(jù)內(nèi)容,上位機(jī)通過(guò)讀取觸摸屏中保存的逆變器數(shù)據(jù),,從而實(shí)現(xiàn)光伏電站的監(jiān)控功能,。觸摸屏獲取逆變器數(shù)據(jù)采用定時(shí)數(shù)據(jù)傳輸元件,設(shè)置如下,;1秒定時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取逆變器單元0開始的12個(gè)單元,逆變器實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)保存在LW100連續(xù)的12個(gè)地址單元中,。

圖10  觸摸屏讀取逆變器數(shù)據(jù)設(shè)定

  5 結(jié)束語(yǔ)
  本系統(tǒng)采用WEINVIEW MT8100I觸摸顯示屏,,實(shí)現(xiàn)了和DSP數(shù)字信號(hào)處理器的實(shí)時(shí)通訊。圖文并茂的顯示了并網(wǎng)逆變器運(yùn)行的各個(gè)參數(shù)和狀態(tài),,曲線坐標(biāo)顯示了逆變器的功率參數(shù)和其趨勢(shì)效果圖,。大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能,保存了逆變器詳細(xì)的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù),。靈活,、多樣的通訊接口方便實(shí)現(xiàn)光伏并網(wǎng)電站的監(jiān)控。觸摸屏可靠,、穩(wěn)定的運(yùn)行,,方便、靈活的操作,,大大提高并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,,取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

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