关键词:
电压反向控制(精选三篇)
电压反向控制 篇1
非晶硅太阳能电池(如图1所示),是通过在在玻璃表面镀膜,在将膜切割成而成的。切割时用激光刻线的方法,在激光刻线的时候由于激光的不稳定性,会造成有些地方刻不断,造成电池组短路,为了修复这些短路电池组,所以设计了反向电压修复仪,其主要原理是给每个电池加反向电压。通过反向电压击穿短路的地方,使得电池恢复正常供电电压,由于光源采用了模拟1%太阳光,所以每个电池产生的电压单位为毫F。
1 控制系统概述
美国OPTO22公司的SNAP系列是一种典型的“前端分布式智能I/O系统”,SNAP控制器通过ETHERNET/RS485方式与分布在现场的诸多前端分布式智能I/O单元连接,前端分布式智能I/O单元是由一个智能处理器(或控制器)加一个模块安装底板构成,底板上可根据需要插上各种I/O模块,所有模拟量的I/O模块都自带微处理器,因此,I/O的扫描和检测能达到微秒级和工程单位的I/O级转换。OPTO22公司提供的软、硬件都符合国际开放标准,因此,OPTO22公司提供的是一种开放性极高的产品,具备和大量第三方设备进行连接和通讯的能力。机器采用OPTO软件作为控制软件,和视窗编辑界面,主要功能有对太阳能每个小电极进行电压采集,和反向电压修复作用。主界面如图2所示。
反向电压修复仪控制系统特点如下:
1)界面编写简单易懂:采用OPTO软件编写操作界面,程序采用图形界面,编写简单,多线程I/O扫描引擎技术,使得HMI在性能上具有革命性的改变。
2)运算速度快:它采用128MHz,64位PAC控制器,可以提供高性能的计算能力。
3)任务的最小控制周期可以达到0.1ms。
4)采集模块能满足采集需求。
组态及编程软件采用OPTO22。
系统硬件构成如图3所示:
基板选用SNAP-PAC-R2-8。PAC控制器一个。SNAP-IDC-32:10-32VDC数字量模块一个,分辨率:
输入:15.5位,(±号)0.004%Span
输出:12位0.024%Span
SNAP-ODC-32-SRC:5-60 VDC SCOURCE数字量输出模块二个,SNAP-AIV-32模拟量输入模块二个,直流开关电源一个24V,反向电源一个,高速中间继电器50个24V,工业交换机一台8端口,控制箱一个。
2 反向电压修复仪控制系统基本工作原理
通过OPTO自带的DATALINK软件对,每次测量的数据进行采集生成TXT文件,如下:
这里面包含:日期,电池板编号,以及每个电极的电压(mv为单位)
以上数据可直接导入EXCEL文件进行编辑分析系统结构原理图如图4所示。
3 系统的先进性
该系统控制器选用OPTO22 PLC,上位监控软件I/O Display,流程图编程方式,简单直观,在实际使用过程中,很好地满足了产品生产要求。
参考文献
[1]王长贵,王斯成.太阳能光伏发电实用技术(第2版)[M].北京:化学工业出版社,2009.
[2]滨川圭弘.太阳能光伏电池及其应用.北京:科学出版社发行部,2008.
[3]宋永臣.太阳能利用新技术[M].北京:科学出版社,2009.
浅议配网无功电压优化控制 篇2
【关键词】配网;无功电压;集中控制
一、引言
电力产业随着科学技术的发展与我国经济的增长,有了长足的进步,由上世纪粗放的生产转向环境友好、资源节约的又好又快发展。在这个发展趋势下,给了电力系统的运行与管理提出了更高的要求,第一,要确保安全并且可持续的供电;第二,提升电能质量;第三,运行成本控制与资源的节约。
其中,电压是衡量电力系统运行的重要指标,它决定了电能质量的高低、运行的安全以及对运行中消耗的控制,更决定了用户能否正常使用。无功电压是在电压稳定控制过程中越来越被重视的因素,电力系统无功补偿不足,无功电压问题处理不好,可以直接造成电压不稳。无功电压的实时控制是处理好无功补偿以及无功电压问题的有效手段,是确保系统安全、可靠、降低网损、提高电压稳定性、以及实现自动监控的重要方法。
二、配网无功电压控制现状
我国配网无功调节控制的水平由于受到整体技术、配套基础设施状况、自身设备情况、投资情况以及员工综合素质等制约,无功电压控制调节还存在着一些问题。但随着政府与电力企业的重视,在投入与技术的水平上都有了较大的提升,无功电压控制有了加大幅度的改进。无功电压优化控制技术的理论与技术在近年来,从国际到国内一直都被关注,在不断的研究和实践中,取得了一定的成果,由于我国在无功电压控制的优化研究上一般是借鉴国外的既有成果,对于自身的独立科研水平有限,并且受到国家区域建设差异的限制,大部分电网的无功电压控制采用的是分散调整的状态,在计算和分析上都有差异,因此,需要在各方面进行提升。
另一方面,在变电站实施无功电压控制的过程中,会出现变压器并列调压、无功倒送、分接头和电容器动作次数过于频繁却缺乏协调、控制目标没有以无功为目标等问题。这些问题,需要通过对无功电压在控制方式上做出优化来解决。对无功电压的控制分为集中控制与就地分散控制。
三、配网无功电压集中控制的技术分析
配网无功电压集中控制集中控制是在调度端对整个系统进行分析、计算,然后由变电端控制,是在以SCADA系统技术、远距离的数据、信息的遥信、遥测技术及遥控技术的准确性和稳定性达到一定水平为基础,在对状态评估和负荷预测可以通过电网分析设备或系统可以进行在线实现的前提下,将传统的优化技术与系统控制相结合,实现配网电压的无功集中控制。在控制方案上有以下几个阶段。
1.数据收集阶段
集中控制的优化首先要优化数据计算速度与准确度,而数据计算要在“内存数据库技术”的支持下才能提高效率,信息数据采集之后以内存互交形式存储,有效的提高了硬盘的使用时限与使用效率。针对不同的传输协议与多种数据收集,可以采用“多线程技术”来保证数据收集效果与实时监测的效果。
2.数据分析阶段
集中控制在数据分析阶段,首先将数据从SCADA数据库进行读取,保证集中控制系统在数据处理节点能有效并完整的录入数据,在数据处理系统中要设定数据检验程序,如果数据在分析中发现不合理,应该显示出错,以防止不合理数据录入系统。数据库要保证传输渠道顺畅以及资源的共享顺畅,以方便数据在传输与检验的过程中不出差错与保持效率。最后,数据处理要根据现有的数据传输网络保持能够远程操作,以便检修。
3.数据库的检验
数据库检验原则要以实时有效为准,数据库不但要具有容纳所有的实时数据的功能,还要做好实时的统计记录与分析。要检验数据库中数据的实时有效性,无论是数据收集阶段还是数据分析阶段,需要保证数据的准确稳定。
四、配网无功电压就地分散控制的技术分析
就地分散控制则与集中控制方式在原理上相反。它是将数据分散在各子系统上运行,实现资源的优化。就地分散需要对电力系统中庞大的各子系统群进行紧密的联系,进而保证整个系统的优化运行。就单个子系统来说,对于电压合格率和电容器利用率是一种效率上的提高,但是在全网来看,它不能保证全网的运行优化,需要与集中控制相结合。
就地分散控制的原则是控制无功缺额完全补偿的偏差在一定的范围内。对于电容器,统一投入运行或是推出运行。电容器的负荷变化具有随机性,电网中的无功功率也是不断变化的,因此电容器无功补偿方面存在着偏差。要保证系统安全稳定运行,就要将这个偏差保持在一定范围内。具体实施分以下几步:一是对变压器分接头的控制,在各变电站实行分散就地控制。二是按照就地平衡的原则,在电容器组投入运行时,如果无功偏差在允许的范围内,或是直接能够起到明显的补偿效果,则由各变电站就地分散控制。假如,投入运行出现过补偿较大的情况,下级变电站无法确定是否应当投入电容器运行时,则通过上级变电站实行集中控制。三是对于电容器就地投切控制,而当系统的负荷变化较大且分布不合理时,则需要上级电网进行无功电压的集中控制。
五、配网无功电压控制策略
由于无功电压的控制受到设备、地域等限制,因此在分散控制与集中控制上,需要调整策略,选择最优化的方案。在配网无功电压实时集中控制的优化技术的实施方面,要做好以下几点:
第一,确保数据传输畅通,进行网络传输通道优化。在通过“内存数据库技术”保证数据存储、传输与分析的安全,保证计算机与系统硬盘的使用效果,与数据的正常使用,定期对计算机系统进行维护,防止硬盘与数据库出现损坏。在系统运行上,要保证数据传输、使用与共享的稳定,综合应用计算机系统与“多线程技术”的配合,加强配合的连续性与互补性。在网络优化时要进行实时监测和控制,以确定定时器的使用正常。通过上述关键点的把控,能够确保网络传输通道的的畅通,保证数据的准确与信息的共享安全,进而使多项指令在共同发生时,无功优化系统能够准确的发挥作用。
第二,现场技术设备的优化。根据电压控制的具体情况与不同地域的设备情况,无功电压实时优化集中控制系统的完成需要多种设备甚至新老设备的完美配合,其中,在系统运行中,保证指变压器的正常使用与运行稳定,数据传输可靠无误。就要对变压器设备的维护与保养,及在设备的质量监测上多下功夫,设计可调整兼备自动和人工的操作控制系统,使得控制更加全面。
第三,系统调度。集中控制要实现多项指令的同时执行,这就需要系统实现更加全面的实时调度。SCADA系统要发挥数据传输和安全控制的同时,对于数据的实时分析与调度功能要充分发挥,因此,对接计算机软件要性能稳定,在调度系统数据信息传输与分析时,方便无功系统的优化。SCADA系统在无功电压运行的优化管理中,上级管理部门要兼顾对各个网点、站点要进行统一的规划管理,在配网无功电压实时优化集中控制系统运行上实现可调节和可控制。
另外,在当优化失败或者是计算出现较大偏差时,要有效利用无功就地平衡、变压器分接头调整以及远程遥测、遥控等技术。要在无功负荷就地平衡的基础上,对变压器分接头和电容器组的投切实现在各变电站的就地分散控制。当不能实现有效的数据调度与处理时,需要各变电站就地分散控制同上级调度的集中控制结合起来,以保证全网的安全经济运行。
参考文献:
[1]王涛,陈伟,龙伟.区域电网无功优化集中控制系统应用探讨[J].电工技术,2011,(12).
[2]宁爱华.区域网无功电压优化集中控制技术及其有效性评价[J].中国电力教育,2013,(33).
反向遏止电压法测量普朗克常数 篇3
关键词:光电效应,普朗克常数,反向遏止电压法
0 引言
现在很多高校在物理教学中对于实验普遍采用反向遏制电压这种方法来对普朗克常数值进行实验。在试验中总难免出现各种问题, 因此结果也总是有较大的误差 (误差范围在百分之八到百分之十四之间) 。本文通过大量的调查、研究、分析后对实验进行了改革, 分析实验中的影响条件以消除影响因素, 从本质上提高了实验的精确度 (误差范围在百分之五之内) 。
1 实验参数和h测定方法
实验中使用了YJ-GD-3型光电效应实验仪, 对于仪器的分析结果如下:
(1) 微电流放大器:在零漂开机半小时后, 电流测量共分为六档, 分辨率为十的负十四安, 电流的数值为10-8~10-13A。
(2) 光电管工作电源:电压调节范围:-2~+2V, -2~+30V, 分2档。
(3) 光电管:光谱响应范围:300-700nm;阳极:镍圈;暗电流:I≤2×10-12A。
(4) 滤光片组:滤光片组共分为五组, 在测试时其中心波长分别为三百六十五纳米, 四百零五纳米, 四百三十六纳米, 五百四十六纳米, 五百七十七纳米。
汞灯:汞灯可分为低压和高压, 试验中可以用的为三百六十五纳米, 四百零五纳米, 四百三十六纳米, 五百四十六纳米, 五百七十七纳米五种。
普朗克常数测定方法根据爱因斯坦的光电效应方程
可得
其中
因而h=ek, e=1.60×10-19c。通过测定△U和△ν的比值来测定普朗克常数h。
2 光电效应实验方法与结果
把汞灯及光电管暗箱庶光盖盖上, 将汞灯暗箱光输出口对准光电管暗箱输入口, 调整光电管与汞灯距离为约35cm并保持不变[1]。再将光电管暗箱电压的输入端和电压测试仪的输出端用专用的线路进行连接。
2.1 光电管接收装置和光源之间的距离d的选择
对普朗克常数测试仪进行测试比较, 分别得出未加光阑时不同距离下的实验结果如表1所示。
在实验中将光源与光电管的接收装置距离从25cm改变到40cm过程中实验测量结果显示最佳距离约为33cm。从上述实验结果中可知距离的选择比电流误差的消除对实验结果的影响更大。
2.2 光源对于普朗克常数数值影响
实验中暗电流和本底电流的影响可忽略不计, 主要需消除的电流误差就是阳极光电流 (反向电流) 。为了克服或减小这一反向电流的影响, 在光电管前加一孔径为Ф=2mm, Ф=4mm, Ф=8mm的光阑, 能使光能有效地通过它照射到阴极, 而又能完全屏蔽照射到阳极下的光线。光源与光电管接收装置距离33cm时, 所测普朗克常数测定值与公认值之间误差见表2。
由实验结果可知, 将电压选择按键置于-2V~+2V档, 将“电流量程”选择开关置于10-12A档, 测试仪要先断开电流再接上, 将测试仪电流输入电缆断开, 将其指数归零再把它恢复。测出在这几种情况365纳米, 405纳米, 436纳米, 546纳米, 577纳米波长下, 光阑为Ф=4mm时所测的h与标准值的相对误差最小为0.4%。将电压选择按键置于-2V~+30V档, 将“电流量程”选择开关置于10-11A档, 将测试仪电流输入电缆断开, 调零后重新接上, 分别测出365nm, 405nm, 436nm, 546nm, 577nm波长下, 光阑为Ф=4mm相对与Ф=2mm和Ф=8mm时较小为2.9%。加光阑测普朗克常数与公认值之间得到的结果相差不大, 反向电流对实验结果影响较大, 特别是在有光照的时候, 反向电流会增加。所以遏止电压U0, 的起点我们可以设定为电流开始饱和的时候, 这样的实验结果相差较小。
2.3
电压选择按键档我们选择的是-2V~+2V档;“电流量程”选择开关我们置于10-12A档, 断开测试仪电流输入的电缆, 将其指数归零后再接上, 在365nm, 405nm, 436nm, 546nm, 577nm波长下, 光阑分别为Ф=2mm, Ф=4mm, Ф=8mm时的截止电位U0。其结果如表3。
计算平均结果:
与标准值[2]h标准=6.6260755×10-34JS的相对误差为:
同理, 当Ф=4mm, 计算得h与标准值的相对误差为0.4%;当Ф=8mm, 计算得h与标准值的相对误差为1.5%。由此可知, 当Ф=4mm, 计算得h与标准值的相对误差最小。
3 结论
通过上述讨论, 可知, 在利用光电效应实验测定普朗克常数时, 存在光源与光电管接收装置最佳距离d约为33cm (YJ-GD-3型光电效应实验仪) , 主要是因为两者的距离太近, 光电管阴极容易疲劳, 距离太远, 又会使得阴极电流过小, 而致使微电流计灵敏度降低[3];加不加光阑对普朗克常数的测量是有影响的, 加的光阑大则测出来的结果就大, 反之, 普朗克常数就小一些, 光阑的使用也存在一个最佳值。
另外, 由于日光含有长短波, 使得在测定短波时, 长波对短波有很大影响, 这是造成短波截止电压偏低的主要原因[4], 进而使电压与频率U-ν图中的直线斜率降低导致h值降低, 当阴极被阳光照射时, 阳极不要让阳光照射到, 这样做的好处是反向电流影响小些。总之, 对反向遏止电压法测普朗克常量的实验做了一些简单研究和改进, 得到了<0.5%实验误差测量, 期望对以后此实验的改进起到抛砖引玉的结果。
参考文献
[1]蒙上阳, 霍连得, 杨秀清.光电效应实验分析[J].物理实验, 2001, 32 (2) :41-43.
[2]江兴方.正确确定遏止电压测量普朗克常数[J].江苏石油化工学院学报, 1999, 26 (1) :14-16.
[3]马书炳.光电效应测普朗克常数实验研究[J].1999, 22 (1) :61-63.
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