[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 202110485254.7
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113300492B
• 公開（公告）日: 2023-08-29
• 發(fā)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(lián)網(wǎng)歐洲研究院;全球能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司;國網(wǎng)山西省電力公司;國網(wǎng)山西省電力公司經(jīng)濟技術研究院;國家電網(wǎng)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(chǎn)權代理有限公司 11250
• 代理人: 薛異榮

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(tǒng)，激光光纖供電系統(tǒng)包括激光器、超級電容儲能模快、光伏模塊和第一微控制器，光伏模塊適于給傳感節(jié)點供電；所述激光光纖供電系統(tǒng)處于傳感節(jié)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(jié)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(zhí)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(jié)點的放電過程進行管控。所述基于功率自適應反饋的激光光纖供電工作方法能夠提高激光光纖供電系統(tǒng)的長期可靠性。

技術領域

本發(fā)明涉及激光光纖供電技術領域，尤其涉及一種基于功率自適應反饋的激光光纖供電工作方法。

背景技術

激光光纖供電是高壓(HV)環(huán)境中傳感節(jié)點電源的首選解決方案。選擇激光光纖供電系統(tǒng)而不是常規(guī)電源的原因是對電隔離，雷電保護，火花防護，抗電磁干擾，減輕重量，耐腐蝕等方面的要求。用于高壓環(huán)境中傳感應用的激光光纖供電系統(tǒng)的光功率要求通常從幾瓦特到幾十瓦特不等，比光通信中使用的光功率高得多。

關鍵高壓設備狀態(tài)的在線監(jiān)測是早期發(fā)現(xiàn)異常和采取補救措施的重要手段，以確保電網(wǎng)可靠運行并避免經(jīng)濟和人員損失。激光光纖供電系統(tǒng)中的激光供電接收端裝置和傳感器節(jié)點通常被一起安裝在高電位區(qū)域，給激光光纖供電系統(tǒng)的維護和故障檢修帶來的很大的困難。因此，這對激光光纖供電系統(tǒng)的核心器件的長期可靠性提出了很高的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題在于克服現(xiàn)有技術中激光光纖供電系統(tǒng)的長期可靠性較差的問題。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供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(tǒng)，其特征在于，所述激光光纖供電系統(tǒng)包括激光器、超級電容儲能?？臁⒐夥K和第一微控制器，所述光伏模塊適于給傳感節(jié)點供電；所述激光光纖供電系統(tǒng)處于傳感節(jié)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(jié)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(zhí)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(jié)點的放電過程進行管控。

可選的，所述激光光纖供電系統(tǒng)處于傳感節(jié)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?shù)谝晃⒖刂破鞅O(jiān)測到超級電容儲能?？斓墓ぷ麟妷盒∮谙孪薰ぷ麟妷?，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?？爝M行充電；當?shù)谝晃⒖刂破鞅O(jiān)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(jié)點的平均負載功率調(diào)整。

可選的，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。

可選的，所述激光光纖供電系統(tǒng)還包括：激光器，所述激光器適于為所述光伏模塊提供激光；在第一微控制器控制光伏模塊對超級電容儲能?？爝M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。

可選的，當?shù)谝晃⒖刂破鞅O(jiān)測到光伏模塊的輸出功率小于傳感節(jié)點的功率需求時，第一微控制器控制超級電容儲能?？旆烹?，使得超級電容儲能?？旌凸夥K一并為傳感節(jié)點供電；當?shù)谝晃⒖刂破鞅O(jiān)測到光伏模塊的輸出功率大于傳感節(jié)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(jié)點的功率需求。

可選的，當?shù)谝晃⒖刂破鞅O(jiān)測到光伏模塊的輸出功率小于傳感節(jié)點的功率需求時，超級電容儲能?？熘写鎯Φ哪芰繉⒂糜谔钛a傳感節(jié)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?shù)谝晃⒖刂破鞅O(jiān)測到光伏模塊的輸出功率小于傳感節(jié)點的功率需求時，第一微控制器控制超級電容儲能?？旆烹姷耐瑫r，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。