[發明專利]一種智能光伏發電裝置及其控制方法

在審

• 申請號: 202110022400.2
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112838808A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 姚屏;何劍朋;唐賀清;賓坤;陳曄
• 申請（專利權）人: 廣東技術師范大學
• 主分類號: H02S10/10
• 分類號: H02S10/10;H02S10/20;H02S40/30;H02S50/00;H02J1/10;H02J13/00;H01M8/0656;H01M8/04082;H01M8/04089
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1.一種智能光伏發電裝置及其控制方法，包括光伏電池陣列、光伏儲能裝置、驅動組件、傳感器組件、控制系統、物聯網平臺、通訊模塊、電解水觸發機制、冷卻水入口、電解池、氫氣儲能裝置、氫氣進氣口、氧氣儲能裝置、氧氣進氣口、氫燃料電池、逆變器、交流負載、直流負載，其特征在于：所述驅動組件可對光伏電池陣列實現兩個自由度的旋轉移動，所述傳感器組件將感知到的環境數據傳送到控制系統，控制系統通過WiFi通訊模塊與物聯網平臺進行數據收發，所述電解水觸發機制與電解池連接，所述電解池是水電解發生場所，冷卻水入口通入電解所需水，電解池連接氫氣和氧氣儲能裝置，所述兩個裝置分別連接氫氣進氣口和氧氣進氣口，進而將兩種氣體通入氫燃料電池中進行電化學反應產生電能，所述交流和直流負載由控制系統分配電能，所述逆變器的作用是將直流電轉化為交流電；光伏電池陣列吸收來自太陽光照的輻射熱能和光能，經光伏效應轉化為直流電能，所述控制系統對電能進行控制與調整；一部分電能用于驅動直流負載與交流負載，另一部分根據電能使用情況，將剩余的電能輸送到氫燃料電池中存儲，以備交直流負載或者夜晚時進行使用，所述控制系統通過比較光伏電池陣列功率合成值及負載功率消耗值的大小確定通過消耗光伏儲能裝置中的電能運行電解水觸發機制使氫燃料電池發生化學反應產生電能還是直接連接到負載端為負載供電。

2.根據權利要求1所述的一種智能光伏發電裝置及其控制方法，其特征在于：控制系統還有一個作用是保護氫燃料電池，即控制電池不被過量放電。

3.根據權利要求1所述的一種智能光伏發電裝置及其控制方法，其特征在于：所述物聯網平臺的載體為上位機，可在上位機中查看光伏電池陣列和氫燃料電池的電功率，也可控制驅動組件在兩個自由度上調整光伏電池陣列方位，使其始終處于最大光照度方位角，進一步，物聯網平臺可將未來的天氣及溫度信息、歷史天氣數據發送到控制系統，從而發出控制指令。

4.根據權利要求1所述的一種智能光伏發電裝置及其控制方法，其特征在于：所述控制系統采用工業級控制器，WiFi通訊模塊作為工業級控制器與物聯網平臺信息交流的媒介，根據光伏陣列輸出的變化規律，采用最大功率點跟蹤(MPPT)方法，提高發電系統的穩定性和輸出功率。

5.根據權利要求1所述的一種智能光伏發電裝置及其控制方法，其特征在于：所述工業級控制器串口總線模塊每隔一定時間采集光伏陣列輸出電壓，觀察干擾后系統輸出功率變化的趨勢，再判定電壓的調整方向是否合適，進而調整干擾的方向。當天氣晴朗時，使用均勻光照跟蹤方法，即混合型蟻群算法，當天氣為陰天或多云時，采用局部陰影跟蹤方法，也就是改進粒子群算法。