一種可實現快速充電的獨立光伏智能控制裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可實現快速充電的獨立光伏智能控制裝置，包括MPPT處理模塊、蓄電池組一、蓄電池組二和負載；所述MPPT處理模塊通過PWM1調制模塊與DC?DC1轉換模塊相連，所述DC?DC1轉換模塊分別與所述蓄電池組一和所述負載相連，所述DC?DC1轉換模塊還連接有光伏列陣；所述MPPT處理模塊通過PWM2調制模塊與DC?DC2轉換模塊相連，所述DC?DC2轉換模塊分別與蓄電池組二和所述負載相連。本實用新型的有益效果：可有效提高蓄電池的充電速度和充電效率，克服了獨立光伏系統中蓄電池冗余量設計要求與蓄電池難以在一天日照時間內充滿的矛盾問題。
【專利說明】
一種可實現快速充電的獨立光伏智能控制裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及太陽能充電控制技術，具體來說，涉及一種可實現快速充電的獨立光伏智能控制裝置。
【背景技術】
[0002]現有獨立光伏智能控制系統的結構如圖1所示，其功能是將太陽能電池板輸出的電能最大效率地充入蓄電池中，并根據蓄電池的蓄電狀況以及其它控制因素(如由光線強度表征的白天和黑夜，延時時間等因素)，實現對負載的供電控制。其智能充電原理是在充電過程中實時動態監測太陽能電池板輸出的電壓U和電流I，按照最大功率點跟蹤(Maximum Power Point Tracking, MPPT)方式，米用脈寬調制(Pulse-Width Modulat1n,PWM)方法，控制直流-直流(DC-DC)變換電路的通斷，使太陽能電池板輸出的電能始終為光伏陣列的最大輸出功率。DC-DC模塊在給負載供電的時候，可根據蓄電池的蓄電狀況，以及其它控制要求，實現對負載的供電控制。
[0003]在獨立式太陽能供電系統中，目前應用最廣的蓄電池是閥控式鉛酸蓄電池(Valve-Regulated Lead Acid, VRLA)，該類電池使用壽命一般為3年左右。VRLA蓄電池有其特定的充放電特性，如果使用不當，會極大縮短電池的使用壽命，嚴重的情況下，會使其使用壽命縮短至一年以內。由于鉛酸蓄電池在生產過程和報廢處理過程都會產生大量污染物，使得更換電池的代價高昂。研究表明充/放電過程對蓄電池的壽命影響很大，尤其是充電過程。而且，常規的充電方法充電速度慢，而獨立式太陽能發電系統配置的蓄電池容量需存在冗余，以滿足連續陰雨天的供電需要，因此，采用常規的充電控制方法難以在一天日照時間內將蓄電池充滿，這導致蓄電池常工作于欠壓狀態，將極大縮短電池壽命。即現有獨立光伏供電系統中對蓄電池的充電控制方法主要存在以下不足:
[0004](I)充電過程慢，難以在一天日照時間內有效地將蓄電池充滿，導致蓄電池常工作于欠壓狀態，降低了系統運行性能；
[0005](2)常規充電方法嚴重影響蓄電池的壽命，蓄電池的過度更換提高了系統運行成本，蓄電池生產與報廢過程中的高污染性嚴重影響了太陽能能源的清潔性。
[0006]針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【實用新型內容】
[0007]針對相關技術中的上述技術問題，本實用新型提出一種可實現快速充電的獨立光伏智能控制裝置，能夠有效提高蓄電池的充電速度和充電效率;實現了蓄電池充電過程中的短暫快速深度放電，且放電電能不浪費;可最大效率利用太陽能，延長蓄電池使用壽命。
[0008]為實現上述技術目的，本實用新型的技術方案是這樣實現的:
[0009]—種可實現快速充電的獨立光伏智能控制裝置，包括MPPT處理模塊、蓄電池組一、蓄電池組二和負載;所述MPPT處理模塊通過PffMl調制模塊與DC-DCl轉換模塊相連，所述DC-DCl轉換模塊分別與所述蓄電池組一和所述負載相連，所述DC-DCl轉換模塊還連接有光伏列陣;所述MPPT處理模塊通過PWM2調制模塊與DC-DC2轉換模塊相連，所述DC-DC2轉換模塊分別與蓄電池組二和所述負載相連;所述MPPT處理模塊通過PWM3調制模塊與DC-DC3轉換模塊相連，所述DC-DC3轉換模塊分別與所述蓄電池組一和蓄電池組二相連;所述MPPT處理模塊通過PWM4調制模塊與DC-DC4轉換模塊相連，所述DC-DC4轉換模塊分別與所述蓄電池組一和蓄電池組而相連。
[0010]進一步的，所述MPPT處理模塊還包括電流采集模塊和電壓采集模塊。
[0011]本實用新型的有益效果:可有效提高蓄電池的充電速度和充電效率，克服了獨立光伏系統中蓄電池冗余量設計要求與蓄電池難以在一天日照時間內充滿的矛盾問題;實現了蓄電池充電過程中的短暫快速深度放電，且放電電能不浪費；實現了 MPPT充電模式和脈沖式快速充電模式兼顧的充電方法，即可最大效率利用太陽能，又能在充電過程中有效保護蓄電池，延長蓄電池使用壽命。
【附圖說明】
[0012]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0013]圖1是本實用新型的【背景技術】所涉及的一種可實現快速充電的獨立光伏智能控制系統結構圖；
[0014]圖2是根據本實用新型實施例所述的一種可實現快速充電的獨立光伏智能控制裝置的結構示意圖。
[0015]圖中:
[0016]1、MPPT處理模塊；2、PffMl調制模塊；3、DC_DC1轉換模塊;4、PWM2調制模塊；5、DC_DC2轉換模塊;6、蓄電池組一;7、蓄電池組二 ; 8、負載;9、PWM3調制模塊；10、DC_DC3轉換模塊;11、PWM4調制模塊;12、DC-DC4轉換模塊;13、電流采集模塊;14、電壓采集模塊；15、光伏列陣。
【具體實施方式】
[0017]下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0018]如圖1-2所示，根據本實用新型實施例所述的一種可實現快速充電的獨立光伏智能控制裝置，其特征在于，包括MPPT處理模塊1、蓄電池組一6、蓄電池組二7和負載8;所述MPPT處理模塊I通過PffMl調制模塊2與DC-DCl轉換模塊3相連，所述DC-DCl轉換模塊3分別與所述蓄電池組一 6和所述負載8相連，所述DC-DCl轉換模塊3還連接有光伏列陣15;所述MPPT處理模塊I通過PWM2調制模塊4與DC-DC2轉換模塊5相連，所述DC-DC2轉換模塊5分別與蓄電池組二 7和所述負載8相連;所述MPPT處理模塊I通過PWM3調制模塊9與DC-DC3轉換模塊10相連，所述DC-DC3轉換模塊10分別與所述蓄電池組一 6和蓄電池組二 7相連;所述MPPT處理模塊I通過PWM4調制模塊11與DC-DC4轉換模塊12相連，所述DC-DC4轉換模塊12分別與所述蓄電池組一 6和蓄電池組二 7相連。
[0019]其中，所述MPPT處理模塊I還包括電流采集模塊13和電壓采集模塊14。
[0020]為了方便理解本實用新型的上述技術方案，以下通過具體使用方式上對本實用新型的上述技術方案進行詳細說明。
[0021]在具體使用時，根據本實用新型所述的一種獨立光伏智能控制裝置，在充電初始階段，即當蓄電池組的端電壓小于快速充電電壓閾值時，采用MPPT算法(如變步長擾動&觀測等算法)給蓄電池組充電C3MPPT處理模塊I通過電流采集模塊13和電壓采集模塊14分別檢測兩組充電路徑的電壓U1，U2和電流Il，12，從而在兩組充電通路上都采用MPPT算法，并分別通過PffMl調制模塊2和PWM2調制模塊4控制DC-DCl轉換模塊3和DC-DC2轉換模塊5。
[0022]當蓄電池組一6或蓄電池組二 7進入快速充電模式時，DC-DCl轉換模塊3與DC-DC2轉換模塊5輪流交替工作，且DC-DC3轉換模塊10工作于DC-DC2轉換模塊5的導通期，而DC-DC4轉換模塊12工作于DC-DCl轉換模塊3的導通期，DC-DCl轉換模塊3與DC-DC4轉換模塊12不同時導通，同樣的，0(^0轉換模塊5與0(:-003轉換模塊10不同時導通，充電過程中，DC-DCl轉換模塊3和DC-DC2轉換模塊5導通方向為:光伏陣列15向蓄電池組導通，不可反向導通。
[0023]在快速充電模式下，各組采用脈沖充電方式，并在某組蓄電池的充電脈沖停止充電間歇期間，向另一組蓄電池進行放電。即蓄電池組一6在停止充電間隙，通過DC-DC3轉換模塊10向蓄電池組二7放電。同理，蓄電池組二7在其充電脈沖的停止充電間隙，通過DC-DC4轉換模塊12向蓄電池組一 6放電。蓄電池組充電周期過程為充電-停充-放電-停放-充電。在充、放電的周期內，設置的放電時間遠小于充電時間。DC-DC3轉換模塊1和DC-DC4轉換模塊12分別由PWM3調制模塊9和PWM4調制模塊11控制。
[0024]在給負載供電時，蓄電池組一6可通過DC-DCl轉換模塊3給負載8供電，蓄電池組二7可通過DC-DC2轉換模塊5給負載8供電；根據蓄電池組充放電特性，在蓄電池組充電過程中，對蓄電池組進行短暫快速地深度放電，采用充、放電交替方式，可有效提高充電效率，實現快速充電，還可減小充電過程對蓄電池組的損害。
[0025]需要說明的是，本實用新型所述的蓄電池組不限于兩組，可以使多組;不同的蓄電池對應的閾值可能不同，設計時需根據實際需要預設該閾值。
[0026]綜上所述，借助于本實用新型的上述技術方案，本實用新型可有效提高蓄電池的充電速度和充電效率，克服了獨立光伏系統中蓄電池冗余量設計要求與蓄電池難以在一天日照時間內充滿的矛盾問題;實現了蓄電池充電過程中的短暫快速深度放電，且放電電能不浪費;實現了 MPPT充電模式和脈沖式快速充電模式兼顧的充電方法，即可最大效率利用太陽能，又能在充電過程中有效保護蓄電池，延長蓄電池使用壽命。
[0027]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種可實現快速充電的獨立光伏智能控制裝置，其特征在于，包括MPPT處理模塊(1)、蓄電池組一(6)、蓄電池組二(7)和負載(8);所述MPPT處理模塊(I)通過PWMl調制模塊(2)與DC-DCl轉換模塊(3)相連，所述DC-DCl轉換模塊(3)分別與所述蓄電池組一(6)和所述負載(8)相連，所述DC-DCl轉換模塊(3)還連接有光伏列陣(15);所述MPPT處理模塊(I)通過PWM2調制模塊(4 )與DC-DC2轉換模塊(5 )相連，所述DC-DC2轉換模塊(5 )分別與蓄電池組二(7 )和所述負載(8 )相連;所述MPPT處理模塊(I)通過PWM3調制模塊(9 )與DC-DC3轉換模塊(1 )相連，所述DC-DC3轉換模塊(1 )分別與所述蓄電池組一 (6 )和蓄電池組二 (7 )相連;所述MPPT處理模塊(I)通過PWM4調制模塊(11)與DC-DC4轉換模塊(12)相連，所述DC-DC4轉換模塊(12 )分別與所述蓄電池組一 (6 )和蓄電池組二 (7 )相連。2.根據權利要求1所述的獨立光伏智能控制裝置，其特征在于，所述MPPT處理模塊(I)還包括電流采集模塊(13)和電壓采集模塊(14)。
【文檔編號】H02J7/00GK205657469SQ201620507451
【公開日】2016年10月19日
【申請日】2016年5月26日 公開號201620507451.9, CN 201620507451, CN 205657469 U, CN 205657469U, CN-U-205657469, CN201620507451, CN201620507451.9, CN205657469 U, CN205657469U
【發明人】高玉寶
【申請人】九江學院