[實用新型]獨立光伏充電蓄電池變陣控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420154011.0
• 申請日: 2014-04-01
• 公開（公告）號: CN203774839U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王福忠;王圣坤;徐倫;李洪陽
• 申請（專利權(quán)）人: 王福忠
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標(biāo)代理有限公司 21107
• 代理人: 史旭泰

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種獨立光伏充電蓄電池變陣控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)

獨立光伏充電系統(tǒng)具有如下特點。

1、??外部環(huán)境（光照強度、溫度等）隨時發(fā)生變化，光伏電池輸出的電能（最大功率點）也隨時發(fā)生改變。

2、??由于被充蓄電池組中，各蓄電池（鉛酸蓄電池）荷電狀態(tài)不同，導(dǎo)致充電策略不同，也就是說，同一時刻被充蓄電池充電所需功率不同。

由于上述因素的影響，產(chǎn)生如下問題。

1、??當(dāng)外部條件變化光伏電池板輸出功率下降時，這時被充蓄電池組所需功率得不到滿足，一般充電系統(tǒng)為防止反充，會停止系統(tǒng)運行。然而，此時光伏系統(tǒng)仍然存在電能輸出，這些電能由于系統(tǒng)的保護(hù)性停運而損失。關(guān)鍵問題在于：如何根據(jù)光伏電池輸出功率和目前被充蓄電池充電所需功率，給出在當(dāng)前條件下被充蓄電池數(shù)量和充電陣列形式。也就是要對原有充電蓄電池陣列進(jìn)行重組，根據(jù)光伏電池輸出功率的降低，確定那些被充蓄電池脫離充電陣列，變?yōu)榇湫铍姵亍?/p>

2、??當(dāng)外部條件變化光伏電池板輸出功率增大時，這時光伏電池輸出功率大于目前被充蓄電池組所需功率。關(guān)鍵問題：如何根據(jù)目前功率差確定哪些待充蓄電池組轉(zhuǎn)化為被充蓄電池，以及如何確定新被充蓄電池陣列形式。

3、??當(dāng)外部條件不變光伏電池輸出功率不變時，由于蓄電池在充電過程中，被充蓄電池所需充電功率隨著蓄電池荷電狀態(tài)的變化而變化（下降），充電系統(tǒng)會相對產(chǎn)生剩余電能，為了不使這部分能量損失，要對充電陣列進(jìn)行重組。需要確定哪些被充蓄電池變換為被充蓄電池，新的被充蓄電池陣列形式是什么。

多目標(biāo)優(yōu)化：第一優(yōu)化目標(biāo)為能量的最大存儲；第二優(yōu)化目標(biāo)為單位工作時間內(nèi)（一天）被充滿蓄電池數(shù)目最大。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型就是針對上述問題，提供一種使光伏電池輸出的電能充分利用的獨立光伏充電蓄電池變陣控制系統(tǒng)及控制方法。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案，本實用新型獨立光伏充電蓄電池變陣控制系統(tǒng)包括單片機、SOC光照強度數(shù)據(jù)采集部分，Boost/Buck?DC/DC?MPPT部分、充電控制變陣控制部分、光伏電池陣列和蓄電池陣列，其結(jié)構(gòu)要點單片機信號輸出端口分別與Boost/Buck?DC/DC?MPPT部分信號輸入端口、充電控制變陣控制部分信號輸入端口相連，光伏電池陣列電能輸出端口依次通過Boost/Buck?DC/DC?MPPT部分、充電控制變陣控制部分與蓄電池陣列電能輸入端口相連，SOC光照強度數(shù)據(jù)采集部分信號輸入端口分別與光伏電池陣列信號輸出端口、蓄電池陣列信號輸出端口相連，SOC光照強度數(shù)據(jù)采集信號輸出端口與單片機信號輸入端口相連。

所述充電控制變陣控制部分包括變陣控制器，所述SOC光照強度數(shù)據(jù)采集部分和單片機組成數(shù)據(jù)采集處理部分，所述蓄電池陣列包括待充蓄電池組和被充蓄電池組，數(shù)據(jù)采集處理部分信號輸入端口分別與待充蓄電池組信號輸出端口、被充蓄電池組信號輸出端口、光伏電池陣列的光伏電池組信號輸出端口相連，數(shù)據(jù)采集處理部分信號輸出端口與變陣控制器信號輸入端口相連，變陣控制器控制信號輸出端口分別與待充蓄電池組充電控制信號輸入端口、被充蓄電池組充電控制信號輸入端口相連。

作為一種優(yōu)選方案，本實用新型所述Boost/Buck?DC/DC?MPPT部分包括電容C3，電容C3一端分別與光伏電池組一端、電阻R1一端、電感L1一端相連，電容C3另一端分別與光伏電池組另一端、電阻R2一端、電阻R3一端相連，電阻R1另一端與電阻R2另一端相連，電感L1另一端分別與電容C1一端、電感L2一端相連，電阻R3另一端分別與電容C1另一端、NMOSFET源極、二極管D1陽極、電容C2一端相連，電感L2另一端分別與NMOSFET漏極、二極管D1陰極、二極管D2陽極相連，二極管D2陰極與電容C2另一端相連。