现如今，全世界发电中，仍是以惯例发电为主，惯例发电有火力发电、水力发电、核能发电3种。其间，又以火力发电为主，可是火力发电会伴跟着巨量不行再生的化石燃料的大规模焚烧。跟着煤、石油和天然气等惯例动力的耗费引起的环境污染以及很多的CO2也随之排放导致的温室效应、全球海平面上升和全球气候失常改变等环境问题，化石动力的储量有限，在不久的将来终将干涸，因而，无论是从人类本身生存环境来看仍是从动力耗费方面来看，都迫使咱们寻觅可再生动力代替现在的惯例动力。
近年来太阳能光伏发电体系越来越遭到各个国家的注重，我国发布的相关规划提出，2015年分布式光伏发电要到达1000万千瓦，一起，明确提出鼓舞在中东部地区建造与建
筑结合的分布式光伏发电体系。因而，分布式光伏发电是未来的重要发展方向。能够预见，在不远的将来，一次动力以太阳能为主、终端动力以电力为主的动力格式将变成实际本项目规划的“依据LabVIEW的光伏发电长途电能监控体系规划”可完结随时随地经过网络拜访该体系完结对体系电能的监控。
1 体系的全体规划
太阳能光伏发电体系(PV体系)的运用首要分为地上运用和空间运用两部分;在未来太阳能光伏发电体系首要以陆地运用为主，现在，光伏发电体系的结构首要有3种办法：无蓄电池有逆流发电体系、无蓄电池无逆流发电体系、有蓄电池无逆流发电体系。所谓的逆流是指剩下电能向电网倒送的现象。本文提出一种直流母线式的有蓄电池有逆流供电体系，首要作业是树立一个光伏发电的长途电能监控体系，详细来说：运用智能电表或许相应的电能传感器将分布式发电设备发生的电能的有关信息(电压、电流、电能量、有功功率、无功功率、功率要素等)收集起来，选用MOD—BUS—RTU协议，经过485通讯或许电力载波技能送至本地客户端，在本地客户端上运转着整个体系的操控显现界面，实时督查终端情况，而且及时重视商场及电网信息动态，当用户需求将剩余的电能卖给电网公司时，发送一个变压器并网操控指令，该指令经过XBee无线模块将指令传输至变压器测的驱
动操控电路，驱动操控电路以AVR单片机为操控器，承受上位机指令并进行指令下达，然后完结光伏发电的并网操控，一起若用户自己出产的电能不能满意本身需求时还能够从电网上进行购买，此刻上位机依据所需求的电能值及相关信息经过无线模块向单片机发送相关指令，从而操控变压器与电网联通进行电能输入，并经过长途发布可完结在恣意时刻、恣意地址的电能监控，体系的全体结构如图1所示。
依据以上剖析能够看出整个体系包括供电模块、储能模块、负载模块和操控模块4个部分。其间，供电模块包括光伏发电电池和电网;储能模块是蓄电池;负载又包括直流负载和沟通负载;操控模块又包括对蓄电池的操控、对逆变器的操控和对配电箱内的操控。本文侧重于操控模块的规划，其首要包括硬件规划和软件规划两部分，下面将针对硬件和软件两部分规划做别离阐明。
2 体系的硬件规划
该体系在硬件方面要完结电压、电流、电能量、有功功率、无功功率、功率要素等电能信号的收集与传输：XBee无线传输模块的规划;现场驱动操控模块规划等。
体系中涉及到的电能信号首要有：电压、电流、电能量、有功功率、无功功率、功率要素等，对整个体系来说，前端的计量收集设备是数据收集的榜首单元，是最底层的数据收集终端，也是整个体系的前端设备，本体系选用数字式电能表，详细选取的电能表是丹东伊诺特电气有限公司出产的型号为PD1150—E一3J的智能单相电能表，该系列电能表选用先进的电能计量芯片，结合机械式计度器的长处规划而成;产品具有精度高，可靠性强，寿命长，体积小等长处，是一种具有可编程丈量、显现、数字通讯和电能脉冲、变送输出等功用的多功用电力外表，能够完结电量丈量、电能计量、数据显现、收集及传输，选用网络型衔接办法将3个电能表连在一起，并经过USB转RS485/RS232转换器衔接至上位机。
体系上位机宣布的各种操控指令都是经过XBee无线模块传输至现场各个单元的。因而，首要需求树立XBee无线网络，咱们选取MaxStream公司的XBee-PRO OEM RF模块，运用咱们为XBee打造的无线扩展板就能够很便利地将XBee模块衔接到Arduino上，这样Arduino板能够便利的运用无线模块进行通讯。过板子上的挑选开关能够装备无线模块的通讯办法，能够挑选经过USB/串口转换器与上位机通讯，或许直接与Arduino(单片机)通讯。
上位机的一些操控指令，比方并网操控指令、电池充放电指令、配电箱内切换指令等经过XBee无线传输模块传输至单片机操控模块后，单片机在依据上位机的指令给各个现
场单元宣布对应的指令信号。本规划选用AVR单片机系列中的ATmega8单片机，它承继了AT90所具有的一些特色，而且在AT90的基础上，增加了更多的接口功用，而且功用更安稳，省电、灵敏性强、抗干扰性高。ATmega8在片内集成了容量比较大的数据存储器、非易失性程序和作业存储器，是一款选用低功耗CMOS工艺出产的依据RISC结构的8位单片机，除此之外，需求留意的的是该系列单片机的Flash存储器在空间上分成了两段：运用程序段和引导程序段，关于运用程序段内程序的更新能够经过对驻留在引导程序段内的引导程序运用SPM指令完结。这样经过串行在线编程办法或许并行编程(用编程器写入)的办法能够将程序写到运用程序段。其操控原理图如图2所示。
3 体系的软件规划
3.1 单片机操控程序规划
单片机程序规划选用了一种新的编程软件Arduino，这是一种能够使核算机丈量和操控更多物理设备的一个开发渠道，是一个编写软件代码的开发环境。它的编程言语是一种“线完结”，相似一种依据处理多媒体编程环境的物理核算渠道，它能够运转在比如Windows、Linux、Mac OS等一些操作体系下，它的编程环境简略、明晰，对新手来说很简略运用，最重要的是它的源代码是敞开的，有一些C++库或许源代码直接就能够运用，编写的程序很简略读懂。图3是单片机操控的程序流程图。
3.2 上位机与单片机的XBee通讯程序规划
实际上装备完结后的XBee无线模块在功用上就等效为一根“串口线”，这根串口线中心是无线衔接，两头是对应的串口端子，一端接在单片机操控模块上，另一端接在了上位机串口处。因而，咱们能够运用LabVIEW编写一个串口读写程序来完结上位机与现场单片机操控端的通讯，如图4所示。
3.3 长途发布
用户若想完结长途登录拜访、操作需有一个链接，而这个链接是经过本地LabVIEW程序WEB发布完结的，客户端对长途前面的拜访能够运用不同的办法。如在网页上阅读HTML文件;在网页上阅读程序前面板，经过敞开LabVIEW的Web服务器，能够在网页上发布LabVIEW程序，使本地或长途的客户端核算机能够实时阅读或操控Web服务器中的长途面板，完结出产环境的长途操控。运用LabVIEW的Web发布东西：Tools/Options，在弹出的对话框中完结与Web服务器有关的设置和LabVIEW程序的发布别离设置Web服务器：装备;Web服务器：可见VI;Web服务器：阅读器拜访。经过Tools/Web Publishing Tools对话框，能够将Web内存中的程序，以网页的办法发布，在客户端进行阅读，本体系选用在网页上阅读程序前面板的办法完结长途监控。
4 体系测验成果
在体系构建完结而且长途发布完结之后，用户在长途客户端阅读器的地址栏中输入对应的网址后回车，即可进入长途前面板的体系登录界面，在空白处单击，会呈现一个对话框，挑选“恳求VI操控权”，请求成功后，体系的各种操作权限都交给了长途客户端，用户点击运转，在输入正确的用户名和暗码之后，页面会主动转入整个体系的监控界面，用户首要依据要求装备参数(首要是485通讯串口参数和XBee无线通讯参数)，当用户电能缺乏需求从电网买入电能时，发送并网指令此刻上位时机显现操控指令状况，图5是整个体系的操控主界面前面板。
5 定论
该长途监控体系用智能单相电能表作为电能信号收集终端，经过485总线完结信号传输;以依据XBee的无线传输模块，完结各种操控指令在上位机和现场单片机操控单元之间的传输;上位机以依据LabVIEW的开发体系为渠道，运用LabVIEW自带的东西包或函数模块完结了数据通讯功用，编写整个体系的电能监控界面，并运用自带的WEB发布技能，将体系进行了长途发布，完结了用户的长途拜访和监控。整个体系结构简略、设置灵敏、可靠性高、运转安稳，对电能监控方面的事例有很好的学习含义。
