[發明專利]一種市電、光伏電池和儲能電池協同供電系統及方法

有效

• 申請號: 201310414800.3
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN103441566A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 廖孝勇;孫棣華;劉衛寧;古曦;趙敏;鄭林江;王觀勇
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

1.一種市電、光伏電池和儲能電池協同供電系統，其特征在于：包括太陽能光伏電池、蓄電池組、市電接入端、中央控制器、太陽能DC-AC變換器、蓄電池組DC-AC變換器、功率校正器PFC和母線；

所述太陽能光伏電池通過太陽能DC-AC變換器與母線供電連接；

所述蓄電池組通過蓄電池組DC-AC變換器與母線供電連接；

所述市電接入端通過功率校正器PFC與母線供電連接；

所述中央控制器分別與太陽能光伏電池、蓄電池組、市電接入端連接，所述中央控制器用于通過獲取太陽能光伏電池的放電狀態、蓄電池組剩余電量狀態以及負載功率大小并進行比較后對太陽能光伏電池、蓄電池組、市電接入端的切換過程進行控制。

2.根據權利要求1所述的市電、光伏電池和儲能電池協同供電系統，其特征在于：還包括蓄電池組充電電路、蓄電池組電壓檢測裝置、太陽能光伏電池電壓電流檢測裝置、MPPT控制模塊、第一啟動繼電器和第二啟動繼電器；

所述蓄電池組充電電路，用于為蓄電池組充電；

所述蓄電池組電壓檢測裝置，用于檢測蓄電池組的開路電壓值并將開路電壓值輸入到中央控制器中；

所述太陽能光伏電池電壓電流檢測裝置，用于檢測太陽能光伏電池的電流和電壓值；

所述MPPT控制模塊，用于獲取太陽能光伏電池的最大輸出功率Po并將最大輸出功率Po輸入到中央控制器中；

所述第一啟動繼電器，用于從中央控制器中接收控制命令并連接蓄電池組與負載的供電電路；

所述第二啟動繼電器，用于從中央控制器中接收控制命令并連接功率校正器PFC與母線。

3.根據權利要求1所述的市電、光伏電池和儲能電池協同供電系統，其特征在于：所述中央控制器包括系統初始化模塊、負載功率檢測模塊、第一判斷模塊、第二判斷模塊和太陽能光伏電池供電啟動模塊；

所述中央控制器包括系統初始化模塊，用于初始化控制系統；

所述負載功率檢測模塊，用于獲取負載所需功率Pload；

所述第一判斷模塊，用于判斷最大輸出功率Po是否大于負載所需功率Pload；

所述第二判斷模塊，用于判斷剩余容量是否大于蓄電池組容量閾值；

所述太陽能光伏電池供電啟動模塊，用于接收從太陽能光伏電池電壓電流檢測裝置輸出的太陽能光伏電池的電流和電壓值，并產生PWM波開關信號輸入到MPPT控制模塊。

4.根據權利要求1所述的市電、光伏電池和儲能電池協同供電系統，其特征在于：所述功率校正器PFC采用Boost?PFC控制電路。

5.根據權利要求1所述的市電、光伏電池和儲能電池協同供電系統，其特征在于：所述太陽能DC-AC變換器采用兩級式DC-DC變換器電路。

6.根據權利要求1-5任一項所述的市電、光伏電池和儲能電池協同供電系統的協同供電方法，其特征在于：包括以下步驟：

S1：初始化控制系統；

S2：獲取太陽能光伏電池的輸出電壓與電流，采用基于擾動法的MPPT控制方法得到太陽能光伏電池的最大輸出功率Po；

S3：獲取負載所需功率Pload；

S4：判斷最大輸出功率Po是否大于負載所需功率Pload，如果是，則啟動太陽能光伏電池供電，并為蓄電池組充電；

S5：如果否，則檢測蓄電池組的剩余容量，判斷剩余容量是否大于蓄電池組容量閾值，如果是，則啟動蓄電池供電；

S6：如果否，則接入市電為蓄電池組進行充電，同時啟動市電供電。

7.根據權利要求6所述的市電、光伏電池和儲能電池協同供電方法，其特征在于：所述MPPT控制方法具體步驟如下：

S21：采樣太陽能光伏電池的輸出電壓與電流并計算得到當前輸出功率P1；

S22：在初始輸出電壓V的基礎上增加擾動電壓ΔV，形成擾動參考輸出電壓V+ΔV，再測量擾動功率值，并將擾動功率值與擾動之前功率值進行比較，如果擾動功率值增加，則表示參考電壓擾動方向正確，繼續保持原來的擾動；

S23：如果擾動功率值減小，則表示參考電壓擾動方向有誤，需要朝相反方向擾動；

S24：產生控制信號作用于控制器，往復執行上述步驟直到找到最大輸出功率Po。

8.根據權利要求6所述的市電、光伏電池和儲能電池協同供電方法，其特征在于：所述蓄電池組的蓄電池組容量閾值是通過測量開路電壓獲得的蓄電池組容量的65-75%的剩余電量。