基于光纤环网的光伏电站智能监控系统的研究(2)
4.2 数据库系统设计 23
4.3 人机界面 27
4.4 本章小结 30
5 监控系统的测试与分析 31
5.1 系统连接 31
5.2 系统性能测试 31
5.3 本章小结 34
结 论 35
致 谢 36
参考文献37
1 绪论
1.1 研究背景
能源，是世界发展的一个十分重要的基础，现如今，能源问题已经是全球关注焦点。随着现代社会的发展，能源危机问题逐渐爆发，同时还伴随着大气污染、酸雨影响等环境问题。解决环境问题，缓解能源危机，是现在全世界各国都想要完成的任务 [1] 。
全球的能源危机，让太阳能等的可再生清洁能源逐渐走入世界各国的视线，并得到了全世界的重视。世界各国政府都加快了在光伏发电技术的研究速度，加大了对光伏发电技术的推广应用力度。
发达国家对光伏发电技术的关注，起源于上个世纪70年代，在80年代时，便开始研究光伏并网发电技术。当今世界各国对光伏发电都特别重视，许多国家的政府都制定了光伏发电的规划，投入了大量的资金和人力来支持发展光伏发电技术。有许多的大规模光伏并网电站项目在国外一些发达国家开始投资建设[2~4]。
进入90年代后，研发光伏并网系统的热潮席卷了国外的发达国家。到了二十一世纪，光伏并网电站的建设数量持续增长，如今的光伏电站总装机容量更是有着不断增长趋势，大型的光伏并网电站在世界各国相继出现。预计到2050年左右，世界总发电量的10%-20%将会是太阳能光伏发电，太阳能发电将会成为人类赖以生存的能源之一。
我国的光纤发电产业相较于国外的发达国家，起步较晚。我国光伏发电是从20世纪90年代才迅速发展，我国光伏电池及组件的研发和生产在这一时期开始增强，并且不断的降低成本，同时拓宽市场，发电总量逐步上升。目前我国的光伏电池工业在不断地缩小和发达国家之间的差距，我国在光伏生产技术方面已经打好了稳定的基础。预计到2050年，我国光伏发电装机将占全国电力装机总量的5%。
如下图1.1所示，全球光伏总装机量，2013年为37GW，而2014年为45.5GW，同比增长22.7%。其中，中国在2014年的总装机量占全球总装机量的三分之一，达到14GW，中国也因此成为全球贡献最大的国家之一。根据NPD Solarbuzz的报告分析称，在2015年，光伏市场将持续发力，全球累计安装总量预计能达到200GW[5~9]。
全球光伏总装机量
通过分析光伏产业的发展形势，光伏产业要进驻电力市场，那么并网发电将是必经的途径，光伏并网发电最终会成为电力市场的重要角色之一。继IT、微电子技术后，光伏产业将成为爆炸性新兴产业之一[12]。
1.2 光伏并网监控系统的研究现状
1.3 光伏电站监控技术
1.4 光伏电站远程监控的意义
1.5 本章小结
本章主要介绍了光伏电站监控技术的研究背景，光伏并网监控系统的研究现状，讨论了光伏产业的发展，分析了监控技术中远程监控的研究与应用，最后，阐明了光伏电站远程监控的研究意义。
2 光伏并网电站监控系统的原理与设计
2.1 光伏并网发电系统的概述
2.1.1 光伏发电工作原理
光伏发电的原理是，在以半导体材料为基础的光伏电池组件下，当半导体P-N 结上有太阳光照射时，将会有一个较强的内建静电场产生在P-N 结的势垒区中，在内建静电场的作用下，势垒区中的非平衡电子和空穴，将会离开势垒区，各自向相反的方向运动，结果使得N 区的电势降低，P 区电势升高，这时会在外电路中产生电流与电压，这一过程，便将太阳能转化成电能了。此时产生的电能都是直流形式，光伏并网系统的工作核心，就是要将光伏电池组件所产生的直流电与大电网要求的交流电之间进行电流形式的转换[16] 。