光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制方法，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板和蓄電池組，所述蓄電池組包括有多個(gè)蓄電池，在所述蓄電池組中設(shè)置若干可控開關(guān)，在所述太陽(yáng)能電池板輸出的充電電壓值為正常充電電壓值時(shí)，控制所述若干可控開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，使得所述蓄電池組中的多個(gè)蓄電池處于放電連接狀態(tài)；在所述太陽(yáng)能電池板輸出的充電電壓值為弱充電電壓值時(shí)，控制所述若干可控開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，減少每個(gè)所述并聯(lián)支路中串聯(lián)連接的蓄電池?cái)?shù)量至與所述弱充電電壓值相匹配，所減少的蓄電池形成新的并聯(lián)支路。該方法在充電時(shí)根據(jù)太陽(yáng)能電池板所輸出的充電電壓值的不同調(diào)整充電的蓄電池組中串聯(lián)的蓄電池?cái)?shù)量，保證了蓄電池組的正常充電和使用。
【專利說(shuō)明】光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光伏發(fā)電【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說(shuō)，是涉及光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光伏發(fā)電是指利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N 技術(shù)。理論上講，光伏發(fā)電技術(shù)可以用于任何需要電源的場(chǎng)合，上至航天器，下至家用電源。 光伏發(fā)電系統(tǒng)包括有太陽(yáng)能電池板、蓄電池組、充放電控制器及負(fù)載。太陽(yáng)能電池板為能量 轉(zhuǎn)換部件，用于吸收光能，并將光能轉(zhuǎn)換為電能；蓄電池組一般包括有多路并聯(lián)支路，每條 并聯(lián)支路由多個(gè)蓄電池串聯(lián)而成，通過(guò)太陽(yáng)能電池板為每路并聯(lián)支路充電來(lái)貯存電能,并 可隨時(shí)向負(fù)載供電。充放電控制器用來(lái)對(duì)蓄電池組的充放電過(guò)程進(jìn)行控制。
[0003]在光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際使用過(guò)程中，由于外界太陽(yáng)能光強(qiáng)大多數(shù)時(shí)候處于弱光狀 態(tài)，因此，太陽(yáng)能電池板多數(shù)情況下所能提供的電能有限。如果太陽(yáng)能電池板所輸出的充電 端電壓不足，則難以滿足蓄電池組的正常充電，進(jìn)而影響蓄電池對(duì)負(fù)載的正常供電，致使負(fù) 載無(wú)法正常工作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制方法，該方法在充電時(shí)根據(jù)太陽(yáng) 能電池板所輸出的充電電壓值的不同調(diào)整充電的蓄電池組中串聯(lián)的蓄電池?cái)?shù)量，保證蓄電 池組的正常充電和使用。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
一種光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制方法，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板和蓄電池組， 所述蓄電池組包括有若干并聯(lián)支路，每個(gè)并聯(lián)支路包括有串聯(lián)連接的多個(gè)蓄電池；在所述 蓄電池組中設(shè)置若干可控開關(guān)，在太陽(yáng)能電池板對(duì)所述蓄電池組充電時(shí)，檢測(cè)其輸出的充 電電壓值，若所述太陽(yáng)能電池板輸出的充電電壓值為正常充電電壓值，控制所述若干可控 開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，使得所述蓄電池組中的多個(gè)蓄電池處于放電連接狀態(tài)，每個(gè)所述并聯(lián)支 路中串聯(lián)連接的蓄電池?cái)?shù)量與所述正常充電電壓值相匹配；若所述太陽(yáng)能電池板輸出的 充電電壓值為低于所述正常充電電壓值的弱充電電壓值，控制所述若干可控開關(guān)的開關(guān)狀 態(tài)，減少每個(gè)所述并聯(lián)支路中串聯(lián)連接的蓄電池?cái)?shù)量至與所述弱充電電壓值相匹配，而所 減少的蓄電池形成新的并聯(lián)支路而與所述太陽(yáng)能電池板相連接。
[0006]如上所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制方法，為保證蓄電池組對(duì)負(fù)載正常供電，在所 述太陽(yáng)能電池板輸出弱充電電壓值對(duì)所述蓄電池組充電完畢后，控制所述若干可控開關(guān)的 開關(guān)狀態(tài)，使得所述蓄電池組中的多個(gè)蓄電池恢復(fù)至放電連接狀態(tài)。
[0007]如上所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制方法，在所述太陽(yáng)能電池板輸出的充電電壓值 為低于所述正常充電電壓值的弱充電電壓值時(shí)，為防止蓄電池發(fā)生短路，按照先斷后連的 順序控制所述若干可控開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)。
[0008]如上所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制方法，所述可控開關(guān)可以采用繼電器或干簧管來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:本發(fā)明的充電控制方法在太陽(yáng)能 電池板對(duì)蓄電池組進(jìn)行充電時(shí)，根據(jù)太陽(yáng)能電池板所輸出的充電電壓值的不同調(diào)整蓄電池 組中串聯(lián)的蓄電池?cái)?shù)量，使得串聯(lián)的蓄電池構(gòu)成的并聯(lián)支路所需的充電電壓與太陽(yáng)能電池 板輸出的充電電壓相匹配，即使在太陽(yáng)能電池板輸出的充電電壓變?nèi)鯐r(shí)也可以保證蓄電池 組中的各蓄電池能夠正常充電，提高了充電效率和光伏發(fā)電系統(tǒng)的使用效率。
[0010]結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清
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【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本發(fā)明光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖；
圖2是基于圖1充電控制方法的光伏發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池組的一個(gè)實(shí)施例在一種工作狀 態(tài)下的內(nèi)部連接原理圖；
圖3是圖2的簡(jiǎn)化原理圖；
圖4是圖2的蓄電池組另一種工作狀態(tài)下的內(nèi)部連接原理圖；
圖5是圖4的簡(jiǎn)化原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0013]圖1所示為本發(fā)明光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制方法一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
[0014]在該實(shí)施例中，光伏發(fā)電系統(tǒng)包括有太陽(yáng)能電池板、蓄電池組及控制系統(tǒng)，蓄電池 組包括有若干條并聯(lián)支路，每個(gè)并聯(lián)支路中包括有串聯(lián)連接的多個(gè)蓄電池，太陽(yáng)能電池板 的輸出端與每條并聯(lián)支路相連接。而且，蓄電池組中設(shè)置有多個(gè)可控開關(guān)，多個(gè)蓄電池通過(guò) 可控開關(guān)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的串聯(lián)及并聯(lián)。
[0015]如圖1所示，上述結(jié)構(gòu)的光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行充電的控制過(guò)程如下:
步驟101:充電過(guò)程開始。
[0016]步驟102:控制系統(tǒng)初始化。
[0017]步驟103:檢測(cè)太陽(yáng)能電池板輸出的充電電壓，并與設(shè)定的充電電壓值進(jìn)行比較。
[0018]在該實(shí)施例中，預(yù)先設(shè)置有一個(gè)充電電壓閾值。檢測(cè)到太陽(yáng)能電池板的輸出充電 電壓之后，將檢測(cè)值與預(yù)設(shè)的充電電壓閾值作比較。如果太陽(yáng)能電池板輸出的充電電壓值 不小于該充電電壓閾值，判定太陽(yáng)能電池板輸出的充電電壓值為正常充電電壓值，也即表 明此時(shí)太陽(yáng)光強(qiáng)充足；否則，判定太陽(yáng)能電池板輸出的充電電壓值為弱充電電壓值，也即表 明此時(shí)太陽(yáng)光強(qiáng)較弱。
[0019]步驟104:判斷當(dāng)前太陽(yáng)能電池板輸出的充電電壓值是否為正常充電電壓值。若 是，執(zhí)行步驟105 ;否則，轉(zhuǎn)至步驟107。
[0020]步驟105:若當(dāng)前太陽(yáng)能電池板輸出的充電電壓值為正常充電電壓值，說(shuō)明當(dāng)前 太陽(yáng)光強(qiáng)充足。此情況下，控制多個(gè)可控開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，使得蓄電池組中的多個(gè)蓄電池處 于放電連接狀態(tài)，每個(gè)并聯(lián)支路中串聯(lián)連接的蓄電池?cái)?shù)量與正常充電電壓值相匹配。
[0021]這里所說(shuō)的放電連接狀態(tài)，是蓄電池組中的蓄電池在為負(fù)載供電時(shí)的一種連接狀態(tài)。該連接狀態(tài)一般為根據(jù)太陽(yáng)能電池板的結(jié)構(gòu)、所連接的負(fù)載等所確定的一種初始連接 結(jié)構(gòu)。而且，在該放電連接狀態(tài)下，蓄電池組內(nèi)每個(gè)并聯(lián)支路中串聯(lián)連接的蓄電池?cái)?shù)量與正 常充電電壓值相匹配，各蓄電池能夠被太陽(yáng)能電池板正常充電。
[0022]步驟106:判斷放電連接狀態(tài)下蓄電池是否充電完畢。若充電完畢，轉(zhuǎn)至步驟111 ; 若未充完，繼續(xù)執(zhí)行步驟105的充電過(guò)程。
[0023]步驟107:若當(dāng)前太陽(yáng)能電池板輸出的充電電壓值不是正常充電電壓值，則判定 為弱充電電壓值，說(shuō)明當(dāng)前太陽(yáng)光強(qiáng)較弱，需要改變蓄電池組中蓄電池的連接狀態(tài)。
[0024]步驟108:在當(dāng)前太陽(yáng)能電池板輸出的充電電壓值為弱充電電壓值時(shí)，控制蓄電 池組中多個(gè)可控開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，減少每個(gè)并聯(lián)支路中串聯(lián)連接的蓄電池?cái)?shù)量至與弱充電 電壓值相匹配，所減少的蓄電池形成新的并聯(lián)支路與太陽(yáng)能電池板相連接。
[0025]通過(guò)減少并聯(lián)支路中串聯(lián)連接的蓄電池?cái)?shù)量，從而減小了每條并聯(lián)支路所需的充 電電壓，也即，降低了對(duì)太陽(yáng)能電池板所輸出的充電電壓的要求，所以，即使在太陽(yáng)光較弱、 太陽(yáng)能電池板所輸出的充電電壓較低的情況下，也能夠?qū)π铍姵剡M(jìn)行正常充電，確保能為 負(fù)載提供更多所需的電流，提高了光伏發(fā)電系統(tǒng)的充電效率及使用效率。
[0026]而且，需要注意的是，為防止蓄電池發(fā)生短路，要按照先斷后連的順序控制可控開 關(guān)的開關(guān)狀態(tài)。
[0027]該實(shí)施例的目的是提供一種充電控制方法，至于如何設(shè)置可控開關(guān)及對(duì)可控開關(guān) 進(jìn)行控制來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的蓄電池的串、并聯(lián)連接，從而得到不同的蓄電池組結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)負(fù) 載對(duì)不同太陽(yáng)光強(qiáng)度的工作需求等實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)。而且，在該實(shí)施例的方法的說(shuō)明下，本 領(lǐng)域技術(shù)人員可以獲得各種不同的、帶有可控開關(guān)的蓄電池組結(jié)構(gòu)及控制方式，該實(shí)施例 對(duì)此不作限定。
[0028]步驟109:判斷弱充電電壓狀態(tài)下蓄電池是否充電完畢。若充電完畢，執(zhí)行步驟 110 ;若未充完，繼續(xù)執(zhí)行步驟108的充電過(guò)程。
[0029]步驟110:在充電完畢后，控制可控開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，使得蓄電池組中的多個(gè)蓄電 池恢復(fù)至放電連接狀態(tài)，以使得蓄電池組能為負(fù)載提供正常供電輸出。
[0030]步驟111:充電結(jié)束。
[0031]圖2至圖5不出了基于圖1實(shí)施例的充電控制方法的一個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施 例的部分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具體來(lái)說(shuō)，是關(guān)于光伏發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池組的結(jié)構(gòu)。其中，圖2和圖3 是蓄電池組一種工作狀態(tài)下的內(nèi)部連接原理圖，圖4和圖5是蓄電池組另一種工作狀態(tài)下 的內(nèi)部連接原理圖。
[0032]如圖2及圖4所示，該實(shí)施例的蓄電池組共包括有二十四個(gè)蓄電池，分別為 BAT1-BAT24，還包括有七個(gè)可控開關(guān)，分別為S1-S7。其中，S6和S7為單刀單擲開關(guān)，其余 五個(gè)開關(guān)為單刀雙擲開關(guān)。
[0033]圖2所示的蓄電池組的連接圖為其放電連接狀態(tài)圖，如圖2所示，在該實(shí)施例的蓄 電池組中，放電狀態(tài)下，共包括有三個(gè)并聯(lián)支路，分別是由BAT1-BAT8共八個(gè)蓄電池通過(guò)可 控開關(guān)S3串聯(lián)而成的并聯(lián)支路、由BAT9-BAT16共八個(gè)蓄電池通過(guò)可控開關(guān)S4串聯(lián)而成的 并聯(lián)支路及由BAT17-BAT24共八個(gè)蓄電池通過(guò)可控開關(guān)S5串聯(lián)而成的并聯(lián)支路，三路并聯(lián) 支路的充電正極端子通過(guò)可控開關(guān)SI和S2相互連接在一起。圖2的簡(jiǎn)化原理圖如圖3所
/Jn o[0034]對(duì)于圖2及圖3所示的連接狀態(tài)圖，由于每條并聯(lián)支路均包括有八個(gè)蓄電池，假設(shè) 每個(gè)蓄電池的輸出電壓均為1.5V，每條并聯(lián)支路的輸出端電壓為1.5*8=12V。為對(duì)這種連 接結(jié)構(gòu)的蓄電池組正常充電，要求太陽(yáng)能電池板所輸出的充電電壓值要大于13V。假設(shè)正常 充電電壓值為13V，如果太陽(yáng)光強(qiáng)充足時(shí)，太陽(yáng)能電池板輸出的充電電壓值不小于正常充電 電壓值，可以對(duì)上述處于放電連接狀態(tài)下的蓄電池組進(jìn)行正常充電。
[0035]如果太陽(yáng)光強(qiáng)變?nèi)酰沟锰?yáng)能電池板輸出的充電電壓值降低，在低于正常充電 電壓值時(shí)，控制可控開關(guān)S3、S4和S5動(dòng)作，改變動(dòng)觸點(diǎn)位置。然后，控制可控開關(guān)SI和S2 動(dòng)作，改變動(dòng)觸點(diǎn)位置。最后，控制可控開關(guān)S6和S7閉合。從而，形成如圖4的連接狀態(tài) 圖。圖4的簡(jiǎn)化原理圖如圖5所示。比較圖3及圖5可以看出，圖5的簡(jiǎn)化原理圖中，共包 括有四條并聯(lián)支路，每條并聯(lián)支路分別包括有六個(gè)串聯(lián)連接的蓄電池。與圖3相比，圖5中 每條并聯(lián)支路的蓄電池?cái)?shù)量減少了兩個(gè)，減少的蓄電池恰好形成一條新的并聯(lián)支路。
[0036]對(duì)于圖4和圖5所示的連接狀態(tài)圖，由于每個(gè)蓄電池的輸出電壓均為1.5V，每條并 聯(lián)支路的輸出端電壓變?yōu)?.5*6=9V。因而，對(duì)于這種結(jié)構(gòu)的蓄電池組，對(duì)太陽(yáng)能電池板所輸 出的充電電壓值的要求可降低至IOV左右，與正常充電電壓值相比，降低了 70-80%，對(duì)太陽(yáng) 光強(qiáng)度要求降低。因此，在太陽(yáng)光強(qiáng)度變?nèi)醯那闆r下，仍可以對(duì)蓄電池組進(jìn)行正常充電，從 而提聞了充電效率。
[0037]圖2至圖5所示的蓄電池組可以作為對(duì)LED路燈進(jìn)行供電的光伏發(fā)電系統(tǒng)中。一 般的，太陽(yáng)能LED路燈工作電流不會(huì)太大，因此，可控開關(guān)可以采用繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)。如果所 應(yīng)用的LED路燈工作電流足夠小，可以用干簧管代替繼電器作可控開關(guān)，這樣，可以減小蓄 電池組的體積，進(jìn)而減少整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)的體積。
[0038]以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其進(jìn)行限制；盡管參照前述實(shí) 施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，依然可以對(duì)前述實(shí)施 例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或替 換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明所要求保護(hù)的技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制方法，所述光伏發(fā)電系統(tǒng)包括太陽(yáng)能電池板和蓄電池 組，所述蓄電池組包括有若干并聯(lián)支路，每個(gè)并聯(lián)支路包括有串聯(lián)連接的多個(gè)蓄電池，其特 征在于，在所述蓄電池組中設(shè)置若干可控開關(guān)，在太陽(yáng)能電池板對(duì)所述蓄電池組充電時(shí)，檢 測(cè)其輸出的充電電壓值，若所述太陽(yáng)能電池板輸出的充電電壓值為正常充電電壓值，控制 所述若干可控開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，使得所述蓄電池組中的多個(gè)蓄電池處于放電連接狀態(tài)，每 個(gè)所述并聯(lián)支路中串聯(lián)連接的蓄電池?cái)?shù)量與所述正常充電電壓值相匹配；若所述太陽(yáng)能電 池板輸出的充電電壓值為低于所述正常充電電壓值的弱充電電壓值，控制所述若干可控開 關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，減少每個(gè)所述并聯(lián)支路中串聯(lián)連接的蓄電池?cái)?shù)量至與所述弱充電電壓值相 匹配，而所減少的蓄電池形成新的并聯(lián)支路而與所述太陽(yáng)能電池板相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制方法，其特征在于，在所述太陽(yáng)能電 池板輸出弱充電電壓值對(duì)所述蓄電池組充電完畢后，控制所述若干可控開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)， 使得所述蓄電池組中的多個(gè)蓄電池恢復(fù)至放電連接狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制方法，其特征在于，在所述太陽(yáng)能電 池板輸出的充電電壓值為低于所述正常充電電壓值的弱充電電壓值時(shí)，按照先斷后連的順 序控制所述若干可控開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制方法，其特征在于，所述 可控開關(guān)為繼電器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制方法，其特征在于，所述可控開關(guān)為干簧管。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK103607023SQ201310641010
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年12月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月4日
【發(fā)明者】姜德志, 陳海軍 申請(qǐng)人:青島銳晶光電科技有限公司