论文总字数：25852字

摘 要

在目前全球能源与环境状况越来越严峻的形式下，微电网的提出与发展为可再生能源的充分利用提供了广阔平台，对未来电力系统的发展具有重要的意义。微电网的监控系统具有电网数据实时监控的功能，可以为微电网的稳定运行以及有效控制提供很大的帮助，而微电网监控系统技术目前还有待进一步的发展和研究来满足未来微电网的发展需求。

本文的主要研究目的是根据实验室微电网规模，分析实验室微电网系统规模与节点数，然后依靠现有的硬件平台实现基于LabVIEW的微电网监控系统。在研究过程中，首先对微电网的发展以及国内外微电网监控技术进行了调查分析。完成文献调查的工作后，根据微电网监控系统的特点，设计并实现了以LabVIEW集成开发环境为软件平台，以NP301串口服务器和DSP处理器作为硬件基础的微电网监控系统。该监控系统通过NP301串口服务器的联网功能实现了对实验室微电网系统的远程监控，可以将电网数据实时显示并将重要数据存储，大大提高了系统的可靠性与实时性。

关键词：微电网，LabVIEW，串口服务器，DSP

Abstract

Nowadays, the situation of the earth's resource and environment is getting worse and worse. The proposal and development of micro-grid has provided a broad platform for the full utilization of renewable energy, which has great meaning to the development of power system in the future. The monitoring system of micro grid has the function of real-time monitoring of power grid data, which can provide great help for the stable operation and effective control of micro grid. However, at present, the technology of micro grid monitoring system needs further development and research to meet the development needs of future micro grid.

The main research objective of this graduation project is to realize the LabVIEW-based micro-grid monitoring system by analyzing the scale of the laboratory micro-grid and the number of nodes, and then relying on the existing hardware and software platform. First of all, by referring to relevant domestic and foreign literatures in the field of micro-grid monitoring, the development of micro-grid and the research on the micro-grid monitoring system at home and abroad are investigated and analyzed. After completing the investigation and analysis work, On the basis of the characteristics of the micro-grid monitoring system, a micro-grid acquisition and monitoring system is designed and implemented, which takes LabVIEW integrated development environment as the software platform and NP301 serial server and DSP as the hardware basis. The monitoring system realizes the remote monitoring of laboratory micro-grid system through the networking function of NP301 serial oral servers. It can also display the power grid data in real time and store important data, which greatly improves the reliability and real-time performance of the system.

KEY WORDS: Micro-Grid, LabVIEW, serial server, DSP

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 微电网的概念 1

1.2 微电网监控系统研究现状 2

1.3 微电网监控系统的研究意义 3

1.4 本论文主要内容 3

第二章 微电网监控系统总体设计 5

2.1 微电网监控系统需求分析 5

2.2 微电网监控系统结构分析 5

2.3 微电网监控系统硬件平台 6

2.3.1 DSP 6

2.3.2 串口服务器 8

2.3.3 RS-485标准 11

2.4 本章小结 13

第三章 微电网监控系统软件设计 14

3.1 LabVIEW软件设计 14

3.1.1 LabVIEW集成开发环境 14

3.1.2 用户登陆系统设计 17

3.1.3 系统主界面设计 19

3.1.4 数据通信设计 20

3.1.5 波形显示设计 23

3.1.6 数据存储设计 24

3.2 串口通信程序设计 27

3.3 本章小结 28

第四章 微电网监控系统模拟实验 29

4.1 串口服务器参数配置 29

4.2 虚拟串口参数配置 33

4.3 模拟实验结果 34

4.4 本章小结 36

第五章 总结与展望 37

参考文献 39

致 谢 41

绪论

微电网的概念

在电力系统中，传统的集中 式电网系统是将整个电网连接 成了一个大电网，它通过整体控制可以提高整个电网系统的能源使用效率，减少能源浪费。然而传统的电网系统在近些年也逐渐暴露出了一些问题，随着全球各地多次出现的大范围停电事故的发生，使得人们逐渐意识到传统电网系统的脆弱性。因此，专家开始寻找其他的电力系统模式，分布式发电技术逐渐被发现。

分布式 发 电 可 以 通 过各 种分 散的能 源提供电能，其中 包 括 了可 再 生 能 源以 及其 他的化 石能 源。这种发电方式对环境造成的影响较小，而且能效高，可以根据供电区域具体情况灵活安装。相比于传统的集中式供电方式可以很大程度上降低运行成本，节省能源。另外，分布式发电的方式还可以使得电网总容量减少，提升电网的峰谷性能以及稳定性。在近些年中，全球很多国家都针对分布式发电技术进行了研究，分析了分布式发电系统的各种使用潜能。毫无疑问，分布式发电已经成为电力系统的主要发展趋势之一。随着对分布式发电技术的研究日益深入，其存在的一些问题也逐渐暴露了出来。分布式发电单一访问的特性使得对它进行控制比较困难。首先分布式电源无法进行控制，因此在大型系统的应用过程中往往会受到限制或者隔离，以便降低它们对电网的干扰。另一方面，分布式系统使得分布式发电必须以负载的形式连接和操作，这导致分布式发电的结构将极为有限。

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