光伏能源管理系统的实现与数据分析【字数：27091】
可再生资源在21世纪能源结构中占有重要的席位，预计到2040年将占总资源的50%，而太阳能光伏发电将占总电力的20%以上。这些数据足以显示出太阳能光伏产业的发展前景及其在能源领域重要的战略位置。利用好光伏资源，充分发挥其作用，是工业领域非常重要的研究课题。本课题基于已建成的太阳能光伏监控系统，在此基础上设计完成能源管理系统配置及太阳能光伏发电数据分析。对于能源管理系进行拓扑配置、数据配置、人机界面设计等。通过配置出来的能源管理系统对各逆变器、汇流箱、断路器的监测数据进行实时统计，并通过图、表展示出来。在设计期间，连续记录了光伏系统5个月的发电量数据、光照时长、智能元器件使用状况,在此基础上结合天气、纬度、时间、气候、光照强度、光伏面板的特性等给出历史数据的合理分析，借以提出光伏电站建设及管理的合理化建议。
目录
1. 绪论 1
1.1 课题的背景和意义 1
1.2 光伏发电数据分析的意义 2
1.3 课题的主要内容 3
1.4 本章小结 4
2. 东湖校区光伏电站概述 5
2.1东湖校区光伏电站的硬件组成 5
2.1.1 光伏板的安装环境及角度 6
2.1.2 光伏板的选型 7
2.1.3 光伏板的排列 9
2.2智能光伏电站监控系统 10
2.3本章小结 11
3. 光伏电站能源管理系统的配置及功能 12
3.1能源管理系统的原理 12
3.2能源管理系统的拓扑结构 12
3.3智能元器件对能源管理系统的影响 13
3.3.1汇流箱的基本信息 13
3.3.2逆变器的基本信息 16
3.4能源管理系统的数据库介绍 16
3.5能源管理系统的配置 17
3.6能源管理系统的功能 19
3.7本章小结 21
4. 能源管理系统的数据分析 22
4.1光伏发电的要求 22
4.2光伏电站监控软件的使用 22
4.3光伏电站发电的期望值与要求 25
4.4光伏数据的统计 27
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
4.5数据的分析 30
4.5.1 天气状况对于数据的影响 32
4.5.2 日照时长对于数据的影响 45
4.5.3 智能元器件对于数据的影响 51
4.6数据分析结论 54
4.7本章小结 56
5. 智能光伏电站系统分析 57
5.1光伏电站现有结构分析 57
5.2改进要求 63
5.3期望值预估 64
5.4本章小结 66
6. 未来发展及展望 67
7. 总结 68
结束语 69
参考文献 70 1.绪论
长期以来，人类对于化石能源都十分的依赖。国家的发展，民族的延续都离不开丰富的能源来作为保障。然而作为人类社会必不可少的化石能源并不是取之不尽用之不竭的。随着人类无休止的开采和滥用，化石能源短缺的问题已经慢慢被人类重视。能源短缺问题是21世纪人类迫切需要解决的问题之一。在这种情况下，太阳能凭借其普遍、无污染、可再生等优点逐渐变成人类研究的对象。
1.1课题的背景和意义
电能是社会发展和经济建设的重要保障，它和高科技的紧密结合创造了丰富多彩的人类生活，同时电能的广泛应用也导致全球范围内电力供应不足的现象频繁发生。从世界范围来看，火力发电是目前发电的最主要形式。但是由于石油、天然气、煤炭等化石燃料的大量燃烧，不仅带来了能源枯竭问题，也使环境污染严重，尤其是大气污染问题日益严重。从2013年年初开始，PM2.5这个词汇不断被人们所关注，恶劣的雾霾天气已经影响到我国绝大部分城市，而且有连年加重的趋势。为了缓解经济增长、能源短缺以及环境污染之间的矛盾，我国政府相关部门出台了很多政策，比如提高能源利用率、搬迁高污染行业、完善各区域大气污染联控机制等。但是从实际效果来看，这些措施都是指标不治本，只有转变目前能源的使用方式，大力发展和普及太阳能、风能等清洁能源，彻底改变以化石能源为主的能源结构，才能从根源上缓解能源短缺和环境污染问题，进而消除电力供应不足和大气雾霾等现象。
2013年委托阿特斯公司对我校东湖校区部分学生公寓以及音乐楼屋顶建设分布式发电系统。该系统设计容量1.1MWp；每年最大发电量113.8万KWh。我校东湖校区电站刚建成时，采用的是“非智能型汇流箱”，电站的监控系统不完善。在2018年初，我校对于东湖校区屋顶模拟式的光伏电站进行改造，完成了智能光伏电站及系统的设计及运行。本课题将依靠东湖校区现有的能源监控系统，对能源管理系统进行拓扑配置、数据配置、人机界面配置等，合理配制出一套光伏能源管理系统，能对光伏系统所有的数据进行分析。
分析光伏系统的运行数据将有利于电站的运行和维护。通过数据分析，光伏电站的故障将被及时发现，光伏电站可以得到及时和恰当的维护。同时通过光伏电站运行数据的深度挖掘和分析，再结合电能量信息采集、公共变压器监测等多个平台，从负荷、最大发电效率、电能质量提升等角度开展监测分析研究。
通过五个月光伏能源数据的记录，结合天气、时间、纬度、光照强度等因素进行合理分析，通过曲线、图表等方式给出光伏发电的分析报告。并通过一定算法解释太阳能发电在不同客观因素下效率不同的原因。这项分析有助于发现客观因素对于太阳能光伏发电的影响。这些分析数据对于常熟及其周边地区甚至是全国太阳能光伏发电系统都将有一定参考价值。
1.2光伏发电数据分析的意义
大数据带来的信息风暴正在变革我们的生活、工作和思维，大数据开启了一次重大的时代转型。对于光伏行业来说，光伏大数据就像是一座逐渐被挖掘的金矿，通过对其进行获取、管理、分析及应用，其潜在价值正逐步为光伏行业的发展注入新的动力，在影响着光伏项目的规划及设计、建造及验收、监测及控制、运维及管理、资产评估及交易。
光伏行业的大数据是十分之大的，一方面是体现在光伏数据所涉及的层面比较广，另一方面体现在光伏数据往往包含的数量巨大。
目录
1. 绪论 1
1.1 课题的背景和意义 1
1.2 光伏发电数据分析的意义 2
1.3 课题的主要内容 3
1.4 本章小结 4
2. 东湖校区光伏电站概述 5
2.1东湖校区光伏电站的硬件组成 5
2.1.1 光伏板的安装环境及角度 6
2.1.2 光伏板的选型 7
2.1.3 光伏板的排列 9
2.2智能光伏电站监控系统 10
2.3本章小结 11
3. 光伏电站能源管理系统的配置及功能 12
3.1能源管理系统的原理 12
3.2能源管理系统的拓扑结构 12
3.3智能元器件对能源管理系统的影响 13
3.3.1汇流箱的基本信息 13
3.3.2逆变器的基本信息 16
3.4能源管理系统的数据库介绍 16
3.5能源管理系统的配置 17
3.6能源管理系统的功能 19
3.7本章小结 21
4. 能源管理系统的数据分析 22
4.1光伏发电的要求 22
4.2光伏电站监控软件的使用 22
4.3光伏电站发电的期望值与要求 25
4.4光伏数据的统计 27
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4.5数据的分析 30
4.5.1 天气状况对于数据的影响 32
4.5.2 日照时长对于数据的影响 45
4.5.3 智能元器件对于数据的影响 51
4.6数据分析结论 54
4.7本章小结 56
5. 智能光伏电站系统分析 57
5.1光伏电站现有结构分析 57
5.2改进要求 63
5.3期望值预估 64
5.4本章小结 66
6. 未来发展及展望 67
7. 总结 68
结束语 69
参考文献 70 1.绪论
长期以来，人类对于化石能源都十分的依赖。国家的发展，民族的延续都离不开丰富的能源来作为保障。然而作为人类社会必不可少的化石能源并不是取之不尽用之不竭的。随着人类无休止的开采和滥用，化石能源短缺的问题已经慢慢被人类重视。能源短缺问题是21世纪人类迫切需要解决的问题之一。在这种情况下，太阳能凭借其普遍、无污染、可再生等优点逐渐变成人类研究的对象。
1.1课题的背景和意义
电能是社会发展和经济建设的重要保障，它和高科技的紧密结合创造了丰富多彩的人类生活，同时电能的广泛应用也导致全球范围内电力供应不足的现象频繁发生。从世界范围来看，火力发电是目前发电的最主要形式。但是由于石油、天然气、煤炭等化石燃料的大量燃烧，不仅带来了能源枯竭问题，也使环境污染严重，尤其是大气污染问题日益严重。从2013年年初开始，PM2.5这个词汇不断被人们所关注，恶劣的雾霾天气已经影响到我国绝大部分城市，而且有连年加重的趋势。为了缓解经济增长、能源短缺以及环境污染之间的矛盾，我国政府相关部门出台了很多政策，比如提高能源利用率、搬迁高污染行业、完善各区域大气污染联控机制等。但是从实际效果来看，这些措施都是指标不治本，只有转变目前能源的使用方式，大力发展和普及太阳能、风能等清洁能源，彻底改变以化石能源为主的能源结构，才能从根源上缓解能源短缺和环境污染问题，进而消除电力供应不足和大气雾霾等现象。
2013年委托阿特斯公司对我校东湖校区部分学生公寓以及音乐楼屋顶建设分布式发电系统。该系统设计容量1.1MWp；每年最大发电量113.8万KWh。我校东湖校区电站刚建成时，采用的是“非智能型汇流箱”，电站的监控系统不完善。在2018年初，我校对于东湖校区屋顶模拟式的光伏电站进行改造，完成了智能光伏电站及系统的设计及运行。本课题将依靠东湖校区现有的能源监控系统，对能源管理系统进行拓扑配置、数据配置、人机界面配置等，合理配制出一套光伏能源管理系统，能对光伏系统所有的数据进行分析。
分析光伏系统的运行数据将有利于电站的运行和维护。通过数据分析，光伏电站的故障将被及时发现，光伏电站可以得到及时和恰当的维护。同时通过光伏电站运行数据的深度挖掘和分析，再结合电能量信息采集、公共变压器监测等多个平台，从负荷、最大发电效率、电能质量提升等角度开展监测分析研究。
通过五个月光伏能源数据的记录，结合天气、时间、纬度、光照强度等因素进行合理分析，通过曲线、图表等方式给出光伏发电的分析报告。并通过一定算法解释太阳能发电在不同客观因素下效率不同的原因。这项分析有助于发现客观因素对于太阳能光伏发电的影响。这些分析数据对于常熟及其周边地区甚至是全国太阳能光伏发电系统都将有一定参考价值。
1.2光伏发电数据分析的意义
大数据带来的信息风暴正在变革我们的生活、工作和思维，大数据开启了一次重大的时代转型。对于光伏行业来说，光伏大数据就像是一座逐渐被挖掘的金矿，通过对其进行获取、管理、分析及应用，其潜在价值正逐步为光伏行业的发展注入新的动力，在影响着光伏项目的规划及设计、建造及验收、监测及控制、运维及管理、资产评估及交易。
光伏行业的大数据是十分之大的，一方面是体现在光伏数据所涉及的层面比较广，另一方面体现在光伏数据往往包含的数量巨大。
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