一種光伏發(fā)電系統(tǒng)充放電電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種光伏發(fā)電系統(tǒng)，具體是一種光伏發(fā)電系統(tǒng)充放電電路。
【背景技術(shù)】
[0002]在獨(dú)立太陽能發(fā)電系統(tǒng)中，為了降低成本、提高效率和可靠性，既要使光伏電池輸出最大功率，又要使蓄電池正確充放電，同時(shí)還要最大限度地利用所發(fā)電能。在目前的光伏系統(tǒng)中，這三者的實(shí)現(xiàn)存在矛盾，通常只顧及到一個(gè)方面，如只追蹤光伏電池最大功率點(diǎn)而放棄蓄電池的最佳充放電，從而限制了系統(tǒng)的效率和壽命。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種高效充放電的光伏發(fā)電系統(tǒng)充放電電路，以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:
[0005]一種光伏發(fā)電系統(tǒng)充放電電路，包括太陽能電池組件、穩(wěn)壓濾波電路、DC/DC變換電路和過充保護(hù)電路，所述穩(wěn)壓濾波電路分別連接太陽能電池組件和DC/DC變換電路，DC/DC變換電路還分別連接負(fù)載和多個(gè)過充保護(hù)電路，每個(gè)過充保護(hù)電路還連接雙向DC/DC電路，每個(gè)雙向DC/DC電路另一端均連接蓄電池。
[0006]作為本實(shí)用新型再進(jìn)一步的方案:所述雙向DC/DC電路包括變壓器T、電容Cl、電容C2、MOS管Ql和電感L3，電容Cl 一端分別連接二極管Dl負(fù)極、輸入端Vi+和MOS管Ql的D極，電容Cl另一端分別連接電容C2和變壓器T線圈LI，電容C2另一端分別連接二極管D2正極、MOS管Q2的D極和輸入端Vi_，MOS管Q2的S極分別連接變壓器T線圈LI另一端和MOS管Ql的S極，變壓器T線圈L2 —端分別連接MOS管Q3的S極和MOS管Q4的S極，MOS管Q3的D極分別連接二極管D3負(fù)極、電容C3、電容C5、電阻R1、二極管D5負(fù)極和MOS管Q5的D極，二極管D3正極連接二極管D4負(fù)極，二極管D4正極分別連接MOS管Q4的D極、電容C4、電容C5另一端、電阻Rl另一端、二極管D6正極和MOS管Q6的S極、電容C6和輸出端No-并接地，電容C4另一端分別連接電容C3另一端和變壓器T線圈L2另一端，所述二極管D6負(fù)極分別連接MOS管Q6的D極、MOS管Q5的S極、二極管D5正極和電感L3，電感L3另一端分別連接電容C6另一端和輸出端Vo+。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型提出了一種新型充放電電路拓?fù)?，采用?dòng)態(tài)功率跟蹤匹配法加以控制，即根據(jù)實(shí)時(shí)功率差，動(dòng)態(tài)地匹配充放電的蓄電池容量(蓄電池個(gè)數(shù))，也就是動(dòng)態(tài)地變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)最佳充放電。與傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)運(yùn)行靈活，高效可靠，整體壽命得到提高；另一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是，容易進(jìn)行規(guī)模擴(kuò)充，易實(shí)現(xiàn)模塊化系統(tǒng)集成，能夠較好地解決蓄電池在目前的光伏發(fā)電系統(tǒng)中所面臨的問題，由于蓄電池組容量是可以靈活變化的，所以，需要擴(kuò)充規(guī)模時(shí)，只需增加光伏電池板、增加并聯(lián)的DC/DC變換器數(shù)目、增加蓄電池充電單元、更改控制軟件程序即可。
【附圖說明】
[0008]圖1為一種光伏發(fā)電系統(tǒng)充放電電路的結(jié)構(gòu)框圖；
[0009]圖2為一種光伏發(fā)電系統(tǒng)充放電電路中雙向DC/DC電路的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0011]請(qǐng)參閱圖1?2，本實(shí)用新型實(shí)施例中，一種光伏發(fā)電系統(tǒng)充放電電路，包括太陽能電池組件、穩(wěn)壓濾波電路、DC/DC變換電路和過充保護(hù)電路，穩(wěn)壓濾波電路分別連接太陽能電池組件和DC/DC變換電路，DC/DC變換電路還分別連接負(fù)載和多個(gè)過充保護(hù)電路，每個(gè)過充保護(hù)電路還連接雙向DC/DC電路，每個(gè)雙向DC/DC電路另一端均連接蓄電池。
[0012]雙向DC/DC電路包括變壓器T、電容Cl、電容C2、MOS管Ql和電感L3，電容Cl 一端分別連接二極管Dl負(fù)極、輸入端Vi+和MOS管Ql的D極，電容Cl另一端分別連接電容C2和變壓器T線圈LI，電容C2另一端分別連接二極管D2正極、MOS管Q2的D極和輸入端V1-,MOS管Q2的S極分別連接變壓器T線圈LI另一端和MOS管Ql的S極，變壓器T線圈L2 一端分別連接MOS管Q3的S極和MOS管Q4的S極，MOS管Q3的D極分別連接二極管D3負(fù)極、電容C3、電容C5、電阻R1、二極管D5負(fù)極和MOS管Q5的D極，二極管D3正極連接二極管D4負(fù)極，二極管D4正極分別連接MOS管Q4的D極、電容C4、電容C5另一端、電阻Rl另一端、二極管D6正極和MOS管Q6的S極、電容C6和輸出端Vo-并接地，電容C4另一端分別連接電容C3另一端和變壓器T線圈L2另一端，二極管D6負(fù)極分別連接MOS管Q6的D極、MOS管Q5的S極、二極管D5正極和電感L3，電感L3另一端分別連接電容C6另一端和輸出端Vo+。
[0013]請(qǐng)參閱圖2，光伏電池的最大功率點(diǎn)電壓、電流在不同的情況下是變化的，所以，在負(fù)載不變的情況下，就需要系統(tǒng)同時(shí)調(diào)節(jié)充電電流來協(xié)調(diào)光伏電池最大功率跟蹤，這樣才能實(shí)現(xiàn)光伏電池最大功率輸出。為了實(shí)現(xiàn)光伏電池最大功率輸出時(shí)對(duì)蓄電池進(jìn)行最佳充放電，負(fù)載確定后，控制器同時(shí)同方向調(diào)整DC/DC變換電路和充電器的占空比D，實(shí)現(xiàn)最佳充電，也使放電的蓄電池按最佳放電電流放電。在光伏電池運(yùn)行于最大功率點(diǎn)的前提下，本系統(tǒng)方案包括:
[0014]I)規(guī)定負(fù)載的最高限值，保證蓄電池能完成晚間或陰天的單獨(dú)供電。
[0015]2)充電時(shí)，同時(shí)調(diào)節(jié)光伏工作點(diǎn)跟蹤DC/DC變換電路和雙向DC/DC電路，由其動(dòng)態(tài)地確定需充電蓄電池?cái)?shù)；
[0016]3)放電時(shí)，同樣要判斷光伏輸出功率和負(fù)載功率的最大差，以此來確定參加放電的蓄電池?cái)?shù)；
[0017]4)充放電都要維持蓄電池的最佳充放電模式。
[0018]系統(tǒng)充放電流程如下:充放電之前，控制器將滿荷電和已被開啟充放電的蓄電池從荷電量序列中去掉，然后按照各個(gè)蓄電池荷電多少對(duì)其余電池進(jìn)行排列，將荷電量不滿且缺量最多的蓄電池Bmax作為第一個(gè)充電的電池，然后依次確定充電次序。充電器先從第一個(gè)開始充電，即先將第一個(gè)充電器與DC/DC變換電路一起進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)充電器的充電電流達(dá)到其蓄電池的最佳充電電流時(shí)，轉(zhuǎn)入保護(hù)充電模式，對(duì)其開始進(jìn)行恒流充電。在蓄電池端電壓達(dá)到水解電壓(一般為2.3V/單體，高于此值便開始出現(xiàn)電池酸液水解現(xiàn)象)時(shí)，轉(zhuǎn)為恒壓保護(hù)充電，并對(duì)過充電壓值進(jìn)行溫度補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償系數(shù)取一 4mV/°C，直至充滿。然后按照上述所說方法開啟第二個(gè)充電器，將其添加到被控制隊(duì)列中，依次類推?？刂破鲄f(xié)調(diào)各個(gè)充電器，使其都盡可能處于最佳充電模式下，并盡可能將先充電的蓄電池充滿，放電過程與充電過程相似。當(dāng)所有蓄電池端電壓到達(dá)設(shè)置的放電終止電壓后，立刻停止放電,避免發(fā)生過放電。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光伏發(fā)電系統(tǒng)充放電電路，包括太陽能電池組件、穩(wěn)壓濾波電路、DC/DC變換電路和過充保護(hù)電路，其特征在于，所述穩(wěn)壓濾波電路分別連接太陽能電池組件和DC/DC變換電路，DC/DC變換電路還分別連接負(fù)載和多個(gè)過充保護(hù)電路，每個(gè)過充保護(hù)電路還連接雙向DC/DC電路，每個(gè)雙向DC/DC電路另一端均連接蓄電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏發(fā)電系統(tǒng)充放電電路，其特征在于，所述雙向DC/DC電路包括變壓器T、電容Cl、電容C2、M0S管Ql和電感L3，電容Cl 一端分別連接二極管Dl負(fù)極、輸入端Vi+和MOS管Ql的D極，電容Cl另一端分別連接電容C2和變壓器T線圈LI，電容C2另一端分別連接二極管D2正極、MOS管Q2的D極和輸入端Vi_，MOS管Q2的S極分別連接變壓器T線圈LI另一端和MOS管Ql的S極，變壓器T線圈L2 —端分別連接MOS管Q3的S極和MOS管Q4的S極，MOS管Q3的D極分別連接二極管D3負(fù)極、電容C3、電容C5、電阻R1、二極管D5負(fù)極和MOS管Q5的D極，二極管D3正極連接二極管D4負(fù)極，二極管D4正極分別連接MOS管Q4的D極、電容C4、電容C5另一端、電阻Rl另一端、二極管D6正極和MOS管Q6的S極、電容C6和輸出端No-并接地，電容C4另一端分別連接電容C3另一端和變壓器T線圈L2另一端，所述二極管D6負(fù)極分別連接MOS管Q6的D極、MOS管Q5的S極、二極管D5正極和電感L3，電感L3另一端分別連接電容C6另一端和輸出端Vo+。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種光伏發(fā)電系統(tǒng)充放電電路，包括太陽能電池組件、穩(wěn)壓濾波電路、DC/DC變換電路和過充保護(hù)電路。實(shí)用新型提出了一種新型充放電電路拓?fù)?，采用?dòng)態(tài)功率跟蹤匹配法加以控制，即根據(jù)實(shí)時(shí)功率差，動(dòng)態(tài)地匹配充放電的蓄電池個(gè)數(shù)，也就是動(dòng)態(tài)地變換系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)最佳充放電。與傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)相比，本系統(tǒng)運(yùn)行靈活，高效可靠，整體壽命得到提高；另一個(gè)很大的優(yōu)點(diǎn)是，容易進(jìn)行規(guī)模擴(kuò)充，易實(shí)現(xiàn)模塊化系統(tǒng)集成，能夠較好地解決蓄電池在目前的光伏發(fā)電系統(tǒng)中所面臨的問題，由于蓄電池組容量是可以靈活變化的，所以，需要擴(kuò)充規(guī)模時(shí)，只需增加光伏電池板、增加并聯(lián)的DC/DC變換器數(shù)目、增加蓄電池充電單元、更改控制軟件程序即可。
【IPC分類】H02J7-00, H02M3-335
【公開號(hào)】CN204334004
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420729960
【發(fā)明人】劉尚愛, 潘亞武, 張運(yùn)器
【申請(qǐng)人】劉尚愛
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年11月29日