[發明專利]一種基于功率自適應反饋的激光光纖供電工作方法

有效

• 申請號: 202110485254.7
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113300492B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發明（設計）人: 魏建國;劉偉麟;黃輝;黃鳳;鄧輝
• 申請（專利權）人: 全球能源互聯網歐洲研究院;全球能源互聯網研究院有限公司;國網山西省電力公司;國網山西省電力公司經濟技術研究院;國家電網有限公司
• 主分類號: H02J50/30
• 分類號: H02J50/30;H02J50/80;H02J7/35
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 薛異榮

1.一種基于功率自適應反饋的激光光纖供電工作方法，采用激光光纖供電系統，其特征在于，所述激光光纖供電系統包括激光器、超級電容儲能模快、光伏模塊和第一微控制器，所述光伏模塊適于給傳感節點供電；

所述激光光纖供電系統處于傳感節點供電模式時，所述第一微控制器基于光伏模塊的輸出功率、傳感節點的功率需求、以及超級電容儲能模塊的工作電壓，對激光器傳輸至光伏模塊的入射激光功率執行回路反饋控制，且對光伏模塊給所述超級電容儲能模塊的充電過程以及超級電容儲能模塊對傳感節點的放電過程進行管控；

所述激光光纖供電系統處于傳感節點供電模式時具有快速充電模式和功率跟蹤模式；

所述工作方法還包括：設置超級電容儲能模快的工作電壓的上限工作電壓和下限工作電壓；當第一微控制器監測到超級電容儲能模快的工作電壓小于下限工作電壓，則切換至快速充電模式，第一微控制器控制所述光伏模塊對超級電容儲能模快進行充電；當第一微控制器監測到所述超級電容儲能模快的工作電壓大于上限工作電壓時，則切換至功率跟蹤模式，光伏模塊的輸出功率由傳感器節點的平均負載功率調整；

所述激光光纖供電系統還包括：第一電壓轉換器，第一電壓轉換器的輸入端適于與光伏模塊的輸出端電學連接，還適于與所述超級電容儲能模快的放電端電學連接；

所述下限工作電壓的設置需要滿足：其中，C為超級電容儲能模快的容量，P是傳感節點在所需的峰值功率，T是傳感節點的峰值功率持續時間；V_Dropout是超級電容儲能模快的最小放電電壓；E_DC/DC是第一電壓轉換器的效率，Q₂為下限工作電壓。

2.根據權利要求1所述的基于功率自適應反饋的激光光纖供電工作方法，其特征在于，

所述功率跟蹤模式下光伏模塊的輸出功率小于快速充電模式下光伏模塊的輸出功率，且功率跟蹤模式下光伏模塊的輸出功率的變化率小于快速充電模式下光伏模塊的輸出功率的變化率。

3.根據權利要求2所述的基于功率自適應反饋的激光光纖供電工作方法，其特征在于，

在第一微控制器控制光伏模塊對超級電容儲能模快進行充電的過程中，通過回路反饋控制提高光伏模塊的輸出功率，直至配置激光器的光功率使光伏模塊能夠獲得最大輸出功率。

4.根據權利要求1所述的基于功率自適應反饋的激光光纖供電工作方法，其特征在于，

當第一微控制器監測到光伏模塊的輸出功率小于傳感節點的功率需求時，第一微控制器控制超級電容儲能模快放電，使得超級電容儲能模快和光伏模塊一并為傳感節點供電；當第一微控制器監測到光伏模塊的輸出功率大于傳感節點的功率需求時，第一微控制器通過回路反饋控制逐步降低光伏模塊的入射激光能量至光伏模塊的輸出功率等于傳感節點的功率需求。

5.根據權利要求4所述的基于功率自適應反饋的激光光纖供電工作方法，其特征在于，

當第一微控制器監測到光伏模塊的輸出功率小于傳感節點的功率需求時，超級電容儲能模快中存儲的能量將用于填補傳感節點的功率需求與光伏模塊的輸出功率的差值，光伏模塊的入射激光能量不變；

或者，當第一微控制器監測到光伏模塊的輸出功率小于傳感節點的功率需求時，第一微控制器控制超級電容儲能模快放電的同時，第一微控制器通過回路反饋控制逐步提高光伏模塊的入射激光能量。

6.根據權利要求4所述的基于功率自適應反饋的激光光纖供電工作方法，其特征在于，

當第一微控制器監測到光伏模塊的輸出功率大于傳感節點的功率需求，且當第一微控制器監測到超級電容儲能模快的工作電壓小于下限工作電壓時，第一微控制器控制光伏模塊將光伏模塊輸出的多余的功率用于為超級電容儲能模快充電至上限工作電壓；第一微控制器控制光伏模塊將光伏模塊輸出的多余的功率用于為超級電容儲能模快充電至上限工作電壓后，第一微控制器通過回路反饋控制逐步降低光伏模塊的入射激光能量至光伏模塊的輸出功率等于傳感節點的功率需求，或者，第一微控制器控制光伏模塊將光伏模塊輸出的多余的功率用于為超級電容儲能模快充電至上限工作電壓的同時，第一微控制器通過回路反饋控制逐步降低光伏模塊的入射激光能量至光伏模塊的輸出功率等于傳感節點的功率需求。