[發(fā)明專利]辦公用光伏直流供電系統(tǒng)及控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310547207.6
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103545907A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王慧;吳疆;高厚磊
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: H02J7/35
• 分類號: H02J7/35
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.辦公用光伏直流供電系統(tǒng)，其特征是，包括PV模塊、控制板、功率板和蓄電池模塊，所述PV模塊作為供電單元通過第一DC/DC變換器與直流母線相連，所述蓄電池模塊通過第二DC/DC變換器與直流母線相連，直流母線與照明裝置相連，直流母線還通過第三DC/DC變換器及DC/AC變換器給對應(yīng)的直流負(fù)載和交流負(fù)載供電；

所述功率板集成有AC/DC變換器、DC/AC變換器、第一DC/DC變換器、第二DC/DC變換器和第三DC/DC變換器；

所述AC/DC變換器的一端與直流母線相連，另一端與市電網(wǎng)相連；

所述控制板根據(jù)檢測的直流母線電壓分別調(diào)節(jié)對應(yīng)的PV模塊及蓄電池模塊，從而實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)PV模塊的輸出功率及對蓄電池模塊進(jìn)行充放電控制，控制板還根據(jù)實(shí)時(shí)檢測的直流母線電壓決定作為備用的AC/DC模塊是否啟動。

2.如權(quán)利要求1所述的辦公用光伏直流供電系統(tǒng)，其特征是，所述照明裝置為LED燈。

3.如權(quán)利要求1所述的辦公用光伏直流供電系統(tǒng)，其特征是，所述控制板采用TMS320F28335作為主控芯片。

4.如權(quán)利要求1所述的辦公用光伏直流供電系統(tǒng)，其特征是，所述蓄電池采用松下LC-P12100ST十塊串聯(lián)。

5.如權(quán)利要求1所述的辦公用光伏直流供電系統(tǒng)，其特征是，所述功率板的IPM模塊采用三菱公司的PM75B4LB060。

6.如權(quán)利要求1所述的辦公用光伏直流供電系統(tǒng)的控制方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟一：當(dāng)光照充足時(shí)，PV模塊作為主供電模塊向系統(tǒng)提供電壓支持，維持直流母線電壓穩(wěn)定，電能由直流母線流向系統(tǒng)負(fù)荷及蓄電池模塊，AC/DC變換器處于關(guān)斷狀態(tài)；

步驟二：PV模塊供能不足時(shí)，蓄電池模塊首先檢測到直流母線電壓下降，如果其不處于欠壓狀態(tài)，則Boost電路啟動工作，由PV模塊和蓄電池模塊共同維持母線電壓穩(wěn)定，此時(shí)PV模塊工作在MPPT狀態(tài)，AC/DC變換器關(guān)斷；

步驟三：當(dāng)PV模塊和蓄電池模塊不能為系統(tǒng)提供足夠的電能時(shí)，AC/DC變換器檢測到直流母線電壓下降啟動，由PV模塊、蓄電池模塊及AC/DC變換器這三模塊協(xié)調(diào)工作共同維持直流母線電壓穩(wěn)定；

步驟四：DC/AC變換器將直流母線傳遞來的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榉辖涣髫?fù)荷需求的220Vac50Hz的交流電。

7.如權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征是，所述步驟一中，具體控制過程：首先通過電壓傳感器及電流傳感器分別采集第一時(shí)刻PV模塊輸出電壓、電流和功率，電壓、電流和功率傳送到控制器中并保存；

然后控制器再采集第二時(shí)刻的PV模塊輸出電壓、電流和功率，以及直流母線電壓；

接著在控制器內(nèi)分別把第二時(shí)刻的PV模塊輸出電壓、電流和功率分別同對應(yīng)的第一時(shí)刻PV模塊輸出電壓、電流和功率作差，以及第二時(shí)刻直流母線電壓實(shí)際值與額定值做差，然后對這三個(gè)差量的乘積取符號；

如果乘積大于0，則控制器控制PV模塊輸出電流參考值按固定步長△i進(jìn)行減少，若乘積不大于0，則控制器控制PV模塊輸出電流參考值按固定步長△i進(jìn)行增加，PV模塊輸出電流實(shí)際值和參考值進(jìn)行作差后經(jīng)PI比例環(huán)節(jié)放大后來實(shí)施PV模塊最大功率追蹤。

8.如權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征是，所述步驟二中，具體的控制過程為：首先通過電壓傳感器測量蓄電池端電壓，若蓄電池端電壓超過138V，則控制器關(guān)閉功率板中雙向DC/DC電路，停止為蓄電池進(jìn)行充電；

若蓄電池端電壓低于120V，則控制器關(guān)閉功率板中雙向DC/DC電路，停止對蓄電池進(jìn)行放電；

若蓄電池端電壓高于120V且不超過138V，則控制器控制功率板中雙向DC/DC電路，對蓄電池進(jìn)行充放電，控制器進(jìn)行充電或放電的判據(jù)是通過電壓傳感器監(jiān)測直流母線電壓，當(dāng)其超過355V時(shí)，控制器控制雙向DC/DC電路對蓄電池進(jìn)行充電，否則進(jìn)行放電，同時(shí)通過電流傳感器測量蓄電池充放電電流，對其進(jìn)行限流，使其不超過50A。