4 光伏監測系統的軟件設計

　　虛擬儀器技術（Virtual Instrumentation,VI）是隨著計算機技術、大規模集成電路等技術的飛速發展，儀器系統與計算機軟件技術緊密結合，而對傳統儀器概念的突破。美國國家儀器（NI）公司開發的圖形化軟件開發環境Labview（Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench）是一種用圖標代替文本行創建應用程序的圖形化編程語言，是目前實現虛擬儀器軟件設計最流行的工具之一，被公認為標準的數據采集和儀器控制軟件，現已成為測試測量和控制行業的標準軟件平臺[10].

　　4.1 監測系統前面板設計

　　由于Labview使用G語言（圖形化語言）進行程序設計，因此該系統界面包含了光伏發電監測系統所要進行監測的溫度、電流、電壓以及輻照度等的全部信息，Labview中的VI程序由前面板、程序框圖、VI圖標3部分構成，其中前面板是VI 程序的用戶操作界面，是VI程序的交互式輸入和輸出端口。如圖4所示，系統前面板即系統界面主要由主監測界面以及各種參數界面組成。主界面主要由發電參數監測模塊、環境參數監測模塊和數據處理模塊3部分組成，各獨立參數模塊可以進行有關的參數設置，實時顯示數據，數據處理模塊可以存儲相關的歷史數據并進行數據回放，以便對特定模塊單獨進行分析處理。

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圖4 光伏監測系統前面板

　　圖5是光伏發電數據監測系統前面板對應的部分程序框圖，主要包括電壓采集、電流采集、輻照度采集、溫度采集及其處理程序。

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圖5 光伏監測系統部分程序框圖

　　4.2 數據庫的建立

　　實現數據庫功能的第一步是建立數據源，由于Labview數據庫工具只能操作而不能創建數據庫，所以必須借助第三方數據庫管理系統，選用Microsoft公司的Access軟件來創建數據庫。建立一個名為PVData.mdb的數據庫文件，利用通用數據連接UDL（Universal Data Link）來獲得數據庫信息以實現數據庫連接，建立與數據庫文件對應的PVData.udl文件。數據庫連接完成后便可以對數據庫進行操作了，包括創建表格、刪除表格、添加測試記錄、查詢記錄等操作。如用Labview數據庫工具包中的DB Tools Create Table.vi來創建光伏組件表面溫度測試數據表，數據表中包括測試時間、測試數值、測試人等多項信息，用DB Tools Drop Table.vi來刪除某個表格，用DB Tools Insert Data.vi添加一條記錄。數據存儲到數據庫之后，用DB Tools Select Data.vi來將已存儲的數據讀出，進行記錄的查詢。從Tools Select Data.vi讀出的數據是動態數據類型需要用Database Variant To Data.vi將其轉換成正確的數據類型。

　　大多數情況下，并不需要把光伏發電監測系統數據庫中的數據全部讀出，由于Labview數據庫工具包完全支持SQL語言（Structured Query Language），在Tools Select Data.vi的optional clause輸入端按照SQL語法輸入條件語句，即可讀出需要的數據。如輸入語句"Where TestTime='2008-9-12 10:24:20';",就能把此時間的數據記錄讀出來。

　　5 網絡通信功能的實現

　　5.1 DataSocket通信技術

　　光伏發電監測系統本地計算機的數據通信可以采用DataSocket技術，它是NI公司推出的面向測控領域的網絡通信技術，基于Microsoft的COM和ActiveX技術，對TCP/IP協議進行高度封裝，用于共享和發布實時測量數據。DataSocket能夠有效的支持本地計算機上不同應用程序對特定數據的同時應用，以及網絡上不同計算機的多個應用程序之間的數據交互，實現跨機器、跨語言、跨進程的實時數據共享，在10M的網絡中的傳輸速率可以達到640kbps,完全能夠達到本監測系統的要求。利用DataSocket和網絡技術，可以更有效的進行數據采集、分析、處理和顯示。如對于光伏發電系統溫度信號的監測，在不同主機上分別創建一個DataSocket服務器VI和一個DataSocket客戶端VI,使用DataSocket函數節點傳遞數據。首先運行DataSocket Server應用程序，它是一個獨立運行程序，通過內部數據自描述格式對TCP/IP進行優化和管理，然后利用服務器VI中的DataSocket Write節點將溫度數據發送到dstp格式指定的連接中，最后在創建的客戶端VI中使用設置好的DataSocket Read節點將數據從指定的地址讀取數據，并顯示在波形圖上。

　　5.2 遠程訪問

　　在Labview中，可以通過遠程訪問來實現網絡通信。在光伏發電監測系統中，首先對服務器進行相應的配置，主要包括用來設定服務器目錄和日志屬性的"Web服務器配置",設定對客戶端開放的VI程序"Web服務器中可見VI "和用來設置客戶端訪問權限的"Web服務器瀏覽器訪問".在配置完成后，在完成在服務器端發布網頁的操作，在客戶端便可以通過網頁瀏覽器訪問服務器發布的頁面，實現了監測系統的遠程訪問。

　　6 結束語

　　本文將虛擬儀器技術應用于光伏發電系統的數據監測，借助于Labview強大的軟件支持構建了一個完整的光伏監測和分析系統。該系統可以方便的對光伏發電系統的發電特性及周圍環境進行實時監測，得到可靠的監測數據。選用了適合本系統的各類傳感器及變換器，并闡述了建立本監測系統數據庫的方法，創新性的應用DataSocket通信技術和Labview遠程訪問技術實現了系統遠程監測的功能。由于FieldPoin模塊化及Labview軟件自身的特點，在需要研究其他運行特性的時候可以很方便的進行擴充，本系統運行穩定，界面友好，操作簡單方便，而且具有成本低，使用方便的特點，是一套通用的監測系統，具有很好的應用前景。

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