CN103872754B - 光伏太阳能供电控制方法和*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种光伏太阳能供电控制方法和***。其中在光伏太阳能供电控制方法中，提取第一取样单元采集的光伏设备提供的光伏电压，判断光伏电压是否满足要求，若光伏电压满足要求，则利用光伏设备为负载进行供电，若光伏电压不满足要求，则提取第二取样单元采集的蓄电池放电电压，判断蓄电池的放电电压是否满足要求，若蓄电池的放电电压满足要求，则利用蓄电池为负载进行供电，若蓄电池的放电电压不满足要求，则利用市电为负载进行供电。通过实现在光伏设备提供的太阳能、以及蓄电池和市电提供的电能之间的无缝切换，从而保证了对负载的不间断供电，提高了太阳能光伏设备的利用率，同时减少建设成本、降低运行故障率。
Description
技术领域
本发明涉及电源技术领域，特别是涉及一种光伏太阳能供电控制方法和***。
背景技术
目前绿色能源开发得到了快速发展，太阳能光伏***越来越广泛地得到了应用。在现有太阳能供电技术中，采用的是电能转换技术，即把太阳能发出的直流电逆变成交流电使用。这种方式的缺陷在于，逆变过程消耗了电能，同时逆变器的使用增加了建设成本、提高了运行故障率。
若直接将光伏设备产生的直流电提供给负载，由于受到太阳光条件的影响，光伏设备产生的电能存在电压波动，并不能完全满足负载的使用要求。因此，为了更好地使用光伏设备，需要解决光伏设备产生的直流电能与市电间的无缝切换问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种光伏太阳能供电控制方法和***。通过实现在光伏设备提供的太阳能、以及蓄电池和市电提供的电能之间的无缝切换，从而保证了对负载的不间断供电，提高了太阳能光伏设备的利用率，同时减少建设成本、降低运行故障率。
根据本发明的一个方面，提供一种光伏太阳能供电控制方法，包括：
提取第一取样单元采集的光伏设备提供的光伏电压；
判断光伏电压是否满足要求；
若光伏电压满足要求，则利用光伏设备为负载进行供电；
若光伏电压不满足要求，则提取第二取样单元采集的蓄电池放电电压；
判断蓄电池的放电电压是否满足要求；
若蓄电池的放电电压满足要求，则利用蓄电池为负载进行供电；
若蓄电池的放电电压不满足要求，则利用市电为负载进行供电。
优选的，利用光伏设备为负载进行供电的步骤之后，还包括：
利用光伏设备向蓄电池充电；
然后执行提取第一取样单元采集的光伏设备提供的光伏电压的步骤。
优选的，利用蓄电池为负载进行供电的步骤包括：
利用蓄电池为负载进行供电；
查询第二取样单元采集的蓄电池放电电压是否低于预定电压值；
若蓄电池的放电电压低于预定电压值，则执行利用市电为负载进行供电的步骤；
若蓄电池的放电电压高于或等于预定电压值，查询第一取样单元采集的光伏电压是否满足要求；
若光伏电压满足要求，则执行利用光伏设备为负载进行供电的步骤；
若光伏电压不满足要求，则执行查询第二取样单元采集的蓄电池放电电压是否低于预定电压值的步骤。
优选的，利用市电为负载进行供电的步骤包括：
利用市电为负载进行供电；
利用市电向蓄电池充电；
查询第三取样单元采集的市电电压是否低于预定电压值；
若市电电压低于预定电压值，则执行利用蓄电池为负载进行供电的步骤；
若市电电压高于或等于预定电压值，查询第一取样单元采集的光伏电压是否满足要求；
若光伏电压满足要求，则执行利用光伏设备为负载进行供电的步骤；
若光伏电压不满足要求，则执行查询第三取样单元采集的市电电压是否低于预定电压值的步骤。
根据本发明的另一方面，提供一种光伏太阳能供电控制***，包括：
第一取样单元，用于采集光伏设备提供的光伏电压；
第二取样单元，用于采集蓄电池的放电电压；
供电控制单元，用于提取第一取样单元采集的光伏设备提供的光伏电压，判断光伏电压是否满足要求，若光伏电压满足要求时，利用光伏设备为负载进行供电；若光伏电压不满足要求，提取第二取样单元采集的蓄电池放电电压，判断蓄电池的放电电压是否满足要求；若蓄电池的放电电压满足要求，利用蓄电池为负载进行供电；若蓄电池的放电电压不满足要求，利用市电为负载进行供电。
优选的，供电控制单元还用于在利用光伏设备为负载进行供电后，利用光伏设备向蓄电池充电，然后执行提取第一取样单元采集的光伏设备提供的光伏电压的操作。
优选的，供电控制单元具体利用蓄电池为负载进行供电，查询第二取样单元采集的蓄电池放电电压是否低于预定电压值；若蓄电池的放电电压低于预定电压值，则执行利用市电为负载进行供电的操作；若蓄电池的放电电压高于或等于预定电压值，查询第一取样单元采集的光伏电压是否满足要求；若光伏电压满足要求，则执行利用光伏设备为负载进行供电的操作；若光伏电压不满足要求，则执行查询第二取样单元采集的蓄电池放电电压是否低于预定电压值的操作。
优选的，***还包括第三取样单元，用于采集市电电压；
供电控制单元具体利用市电为负载进行供电，利用市电向蓄电池充电，查询第三取样单元采集的市电电压是否低于预定电压值；若市电电压低于预定电压值，则执行利用蓄电池为负载进行供电的操作；若市电电压高于或等于预定电压值，查询第一取样单元采集的光伏电压是否满足要求；若光伏电压满足要求，则执行利用光伏设备为负载进行供电的操作；若光伏电压不满足要求，则执行查询第三取样单元采集的市电电压是否低于预定电压值的操作。
本发明通过提取第一取样单元采集的光伏设备提供的光伏电压，判断光伏电压是否满足要求，若光伏电压满足要求，则利用光伏设备为负载进行供电，若光伏电压不满足要求，则提取第二取样单元采集的蓄电池放电电压，判断蓄电池的放电电压是否满足要求，若蓄电池的放电电压满足要求，则利用蓄电池为负载进行供电，若蓄电池的放电电压不满足要求，则利用市电为负载进行供电。通过实现在光伏设备提供的太阳能、以及蓄电池和市电提供的电能之间的无缝切换，从而保证了对负载的不间断供电，提高了太阳能光伏设备的利用率，同时减少建设成本、降低运行故障率。
附图说明
图1为本发明供电控制方法一个实施例的示意图。
图2为本发明供电控制方法另一实施例的示意图。
图3为本发明供电控制***一个实施例的示意图。
图4为本发明供电控制***一个实施例的示意图。
图5为本发明供电控制***的结构示意图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行更全面的描述，其中说明本发明的示例性实施例。
图1为本发明供电控制方法一个实施例的示意图。如图1所示，本实施例的供电控制方法步骤如下：
步骤101，提取第一取样单元采集的光伏设备提供的光伏电压。
步骤102，判断光伏电压是否满足要求。
步骤103，若光伏电压满足要求，则利用光伏设备为负载进行供电。
步骤104，若光伏电压不满足要求，则提取第二取样单元采集的蓄电池放电电压。
步骤105，判断蓄电池的放电电压是否满足要求。
步骤106，若蓄电池的放电电压满足要求，则利用蓄电池为负载进行供电。
步骤107，若蓄电池的放电电压不满足要求，则利用市电为负载进行供电。
基于本发明上述实施例提供的供电控制方法，通过提取第一取样单元采集的光伏设备提供的光伏电压，判断光伏电压是否满足要求，若光伏电压满足要求，则利用光伏设备为负载进行供电，若光伏电压不满足要求，则提取第二取样单元采集的蓄电池放电电压，判断蓄电池的放电电压是否满足要求，若蓄电池的放电电压满足要求，则利用蓄电池为负载进行供电，若蓄电池的放电电压不满足要求，则利用市电为负载进行供电。通过实现在光伏设备提供的太阳能、以及蓄电池和市电提供的电能之间的无缝切换，从而保证了对负载的不间断供电，提高了太阳能光伏设备的利用率，同时减少建设成本、降低运行故障率。
图2为本发明供电控制方法另一实施例的示意图。其中：
步骤201，提取第一取样单元采集的光伏设备提供的光伏电压。
步骤202，判断光伏电压是否满足要求。若光伏电压满足要求，执行步骤203，否则执行步骤204。
步骤203，利用光伏设备为负载进行供电。然后返回步骤201。
利用光伏设备为负载进行供电，***此时进入太阳能供电状态。通过返回步骤201，可实现对光伏电压的循环检测，这有利于实现供电方式的无缝切换。
优选的，在利用光伏设备对负载进行供电时，还可以对蓄电池进行充电。随着充电的进行，充电电流不断减小，当充电电流低于预定值时，即充电完成，则停止对蓄电池的充电。从而可保证蓄电池中具有电能，有利于实现供电方式的无缝切换。
步骤204，若光伏电压不满足要求，则提取第二取样单元采集的蓄电池放电电压。
步骤205，判断蓄电池的放电电压是否满足要求。若蓄电池的放电电压满足要求，执行步骤206，否则执行步骤209。
步骤206，利用蓄电池为负载进行供电。
***此时进入蓄电池充电状态。
步骤207，查询第二取样单元采集的蓄电池放电电压是否低于预定电压值。若蓄电池的放电电压高于或等于预定电压值，执行步骤208，否则执行步骤209。
步骤208，若蓄电池的放电电压高于或等于预定电压值，查询第一取样单元采集的光伏电压是否满足要求。若光伏电压满足要求，则执行步骤203；若光伏电压不满足要求，则执行步骤207。
进入蓄电池充电状态后，***还检测蓄电池的放电电压是否满足要求，若不满足要求，此时***会切换到市电供电状态。在蓄电池充电状态中，***还会检测光伏电压的情况，若光伏电压满足要求，则返回太阳能充电状态。这有利于实现供电方式的无缝切换。
步骤209，利用市电为负载进行供电。
此时***切换到市电供电状态。
步骤210，利用市电向蓄电池充电。
随着充电的进行，充电电流不断减小，当充电电流低于预定值时，即充电完成，则停止对蓄电池的充电。从而可保证蓄电池中具有电能，有利于实现供电方式的无缝切换。
步骤211，查询第三取样单元采集的市电电压是否低于预定电压值。若市电电压低于预定电压值，则执行步骤206。若市电电压高于或等于预定电压值，执行步骤212。
若市电电压低于预定电压值，例如市电停电，由于此时光伏设备也不能正常工作，因此需要切换到蓄电池充电状态，以实现供电方式的无缝切换。
步骤212，查询第一取样单元采集的光伏电压是否满足要求。若光伏电压满足要求，则执行步骤203；若光伏电压不满足要求，则执行步骤211。
在市电供电状态中，***还会检测光伏电压的情况，若光伏电压满足要求，则返回太阳能充电状态。这有利于实现供电方式的无缝切换，也有助于提高光伏设备的使用效率。
图3为本发明供电控制***一个实施例的示意图。如图3所示，供电控制***包括：
第一取样单元301，用于采集光伏设备提供的光伏电压。
第二取样单元302，用于采集蓄电池的放电电压。
供电控制单元303，用于提取第一取样单元采集的光伏设备提供的光伏电压，判断光伏电压是否满足要求，若光伏电压满足要求时，利用光伏设备为负载进行供电；若光伏电压不满足要求，提取第二取样单元采集的蓄电池放电电压，判断蓄电池的放电电压是否满足要求；若蓄电池的放电电压满足要求，利用蓄电池为负载进行供电；若蓄电池的放电电压不满足要求，利用市电为负载进行供电。
基于本发明上述实施例提供的供电控制***，通过提取第一取样单元采集的光伏设备提供的光伏电压，判断光伏电压是否满足要求，若光伏电压满足要求，则利用光伏设备为负载进行供电，若光伏电压不满足要求，则提取第二取样单元采集的蓄电池放电电压，判断蓄电池的放电电压是否满足要求，若蓄电池的放电电压满足要求，则利用蓄电池为负载进行供电，若蓄电池的放电电压不满足要求，则利用市电为负载进行供电。通过实现在光伏设备提供的太阳能、以及蓄电池和市电提供的电能之间的无缝切换，从而保证了对负载的不间断供电，提高了太阳能光伏设备的利用率，同时减少建设成本、降低运行故障率。
优选的，供电控制单元303还用于在利用光伏设备为负载进行供电后，利用光伏设备向蓄电池充电，然后执行提取第一取样单元采集的光伏设备提供的光伏电压的操作。
优选的，供电控制单元303具体利用蓄电池为负载进行供电，查询第二取样单元采集的蓄电池放电电压是否低于预定电压值；若蓄电池的放电电压低于预定电压值，则执行利用市电为负载进行供电的操作；若蓄电池的放电电压高于或等于预定电压值，查询第一取样单元采集的光伏电压是否满足要求；若光伏电压满足要求，则执行利用光伏设备为负载进行供电的操作；若光伏电压不满足要求，则执行查询第二取样单元采集的蓄电池放电电压是否低于预定电压值的操作。
图4为本发明供电控制***另一实施例的示意图。与图3所示实施例相比，在图4所示实施例中，供电控制***还包括第三取样单元401，用于采集市电电压。
优选的，供电控制单元303具体利用市电为负载进行供电，利用市电向蓄电池充电，查询第三取样单元采集的市电电压是否低于预定电压值；若市电电压低于预定电压值，则执行利用蓄电池为负载进行供电的操作；若市电电压高于或等于预定电压值，查询第一取样单元采集的光伏电压是否满足要求；若光伏电压满足要求，则执行利用光伏设备为负载进行供电的操作；若光伏电压不满足要求，则执行查询第三取样单元采集的市电电压是否低于预定电压值的操作。
图5为本发明供电控制***的结构示意图。如图5所示，***主电路由光伏组件、半控整流桥、蓄电池组并联组成。当太阳光正常时，此时J2闭合、J1与J3断开，J1’闭合，市电不接入***，光伏***一边对负载LED一类负载供电，一边对蓄电池补充充电。***处于太阳能浮充工作状态。
当太阳光不正常时，光伏电压不能满足负载使用时，蓄电池处于放电状态，当蓄电池放电电压低于设定值时，J1与J3闭合，市电接入，半控整流桥输出直流对负载供电；同时J1’断开，蓄电池充电回路串入电抗器限制充电电流，随着充电不断进行，充电电流不断减少，当充电电流低于定值时，J2断开，蓄电池退出***，***处于市电供电状态。
当市电停电且太阳能光伏***不能正常工作时，蓄电池自动接入，保持负载端供电不间断。
PLC（ProgrammableLogicController，可编程控制器）控制器根据预定的控制指令，对***进行控制。
优选的，光伏组件采用270V配置，其功率配置按照负载功率加上蓄电池组浮充充电功率，可取1～1.5倍的10小时率充电电流。
优选的，半控桥配置按照3～3.5倍于负载电流选择额定电流标准，额定电压选择600～1000V。触发功率尽可能取较高的器件。
优选的，蓄电池组选用阀控式铅酸电池组或磷酸铁锂电池组。阀控式铅酸蓄电池组如放置于室外，应选用胶体耐高温电池，整组配置可选单体12V、20只或单体6V、40只或单体2V、120只；磷酸铁锂电池组可选78只单体组合。
优选的，可编程控制器PLC可选通用产品，I/O选择24点，采用EEPROM保存程序，供电标准选用交流220V供电方式，因其兼容240V直流，可直接取蓄电池组供电。
本发明的光伏新能源与市电切换***，可以提高太阳能利用率10%以上，由于其结构简单，与普通切换***相比，减少建设成本和维护成本10%以上。
本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (6)
1.一种光伏太阳能供电控制方法，其特征在于，包括：
提取第一取样单元采集的光伏设备提供的光伏电压；
判断光伏电压是否满足要求；
若光伏电压满足要求，则利用光伏设备为负载进行供电；
若光伏电压不满足要求，则提取第二取样单元采集的蓄电池放电电压；
判断蓄电池的放电电压是否满足要求；
若蓄电池的放电电压满足要求，则利用蓄电池为负载进行供电；
若蓄电池的放电电压不满足要求，则利用市电为负载进行供电；
其中，利用市电为负载进行供电的步骤包括：
利用市电为负载进行供电，利用市电向蓄电池充电；
查询第三取样单元采集的市电电压是否低于预定电压值；
若市电电压低于预定电压值，则执行利用蓄电池为负载进行供电的步骤；若市电电压高于或等于预定电压值，查询第一取样单元采集的光伏电压是否满足要求；
若光伏电压满足要求，则执行利用光伏设备为负载进行供电的步骤；若光伏电压不满足要求，则执行查询第三取样单元采集的市电电压是否低于预定电压值的步骤。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
利用光伏设备为负载进行供电的步骤之后，还包括：
利用光伏设备向蓄电池充电；
然后执行提取第一取样单元采集的光伏设备提供的光伏电压的步骤。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
利用蓄电池为负载进行供电的步骤包括：
利用蓄电池为负载进行供电；
查询第二取样单元采集的蓄电池放电电压是否低于预定电压值；
若蓄电池的放电电压低于预定电压值，则执行利用市电为负载进行供电的步骤；
若蓄电池的放电电压高于或等于预定电压值，查询第一取样单元采集的光伏电压是否满足要求；
若光伏电压满足要求，则执行利用光伏设备为负载进行供电的步骤；
若光伏电压不满足要求，则执行查询第二取样单元采集的蓄电池放电电压是否低于预定电压值的步骤。
4.一种光伏太阳能供电控制***，其特征在于，包括：
第一取样单元，用于采集光伏设备提供的光伏电压；
第二取样单元，用于采集蓄电池的放电电压；
第三取样单元，用于采集市电电压；
供电控制单元，用于提取第一取样单元采集的光伏设备提供的光伏电压，判断光伏电压是否满足要求，若光伏电压满足要求时，利用光伏设备为负载进行供电；若光伏电压不满足要求，提取第二取样单元采集的蓄电池放电电压，判断蓄电池的放电电压是否满足要求；若蓄电池的放电电压满足要求，利用蓄电池为负载进行供电；若蓄电池的放电电压不满足要求，利用市电为负载进行供电，利用市电向蓄电池充电，查询第三取样单元采集的市电电压是否低于预定电压值；若市电电压低于预定电压值，则执行利用蓄电池为负载进行供电的操作；若市电电压高于或等于预定电压值，查询第一取样单元采集的光伏电压是否满足要求；若光伏电压满足要求，则执行利用光伏设备为负载进行供电的操作；若光伏电压不满足要求，则执行查询第三取样单元采集的市电电压是否低于预定电压值的操作。
5.根据权利要求4所述的***，其特征在于：
供电控制单元还用于在利用光伏设备为负载进行供电后，利用光伏设备向蓄电池充电，然后执行提取第一取样单元采集的光伏设备提供的光伏电压的操作。
6.根据权利要求4或5所述的***，其特征在于：
供电控制单元具体利用蓄电池为负载进行供电，查询第二取样单元采集的蓄电池放电电压是否低于预定电压值；若蓄电池的放电电压低于预定电压值，则执行利用市电为负载进行供电的操作；若蓄电池的放电电压高于或等于预定电压值，查询第一取样单元采集的光伏电压是否满足要求；若光伏电压满足要求，则执行利用光伏设备为负载进行供电的操作；若光伏电压不满足要求，则执行查询第二取样单元采集的蓄电池放电电压是否低于预定电压值的操作。
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| Date | Code | Title | Description |
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| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |