CN104362702A - 一种变电站供电*** - Google Patents

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
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Abstract

本发明涉及新能源发电控制技术领域，尤其是一种利用光伏发电***为变电站中的直流***进行供电的供电***。它包括负载、市电电网、控制切换装置、蓄电池、若干个充放电控制器和太阳能电池板，太阳能电池板通过充放电控制器向蓄电池供电，蓄电池和市电电网通过控制切换装置的转换向负载供电；充放电控制器包括充电管理电路、调制电路、供电管理电路和主控器，太阳能电池板依次经充电管理电路的变换和调制电路向蓄电池充电，蓄电池经供电管理电路的控制向控制切换装置供电。本发明通过充放电控制器的控制能够对蓄电池进行充放电控制，以保证控制切换装置的正常工作并利用控制切换装置实现市电供电、光伏发电和并网供电的功能转换，从而保证了变电站的正常工作。

Description

一种变电站供电***
技术领域
本发明涉及新能源发电控制技术领域，尤其是一种利用光伏发电***为变电站中的直流***进行供电的供电***。
背景技术
光伏并网发电技术是最近几年兴起的新技术，与传统煤油、油电相比具有环保、无能源消耗、可重复利用等诸多优点，是今后实现能源战略发展的重点。
在具有光伏并网***的变电站内，控制切换装置是一个实现变电站的并网发电、市电供电及直流供电等功能切换的关键装置；因此，有必要对现有的变电站的供电***提出改进方案，以利用光伏发电***保障变电站中的控制切换装置或其他直流负载的正常工作。
发明内容
针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种***结构简单、电压输出稳定、可靠性高的变电站供电***。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种变电站供电***，它包括负载、市电电网、控制切换装置、蓄电池、若干个充放电控制器和若干个与充放电控制器相对应的太阳能电池板，若干个所述太阳能电池板通过相对应的充放电控制器向蓄电池供电，所述蓄电池和市电电网通过控制切换装置的转换向负载供电；
所述充放电控制器包括充电管理电路、调制电路、供电管理电路和主控器，所述太阳能电池板依次经充电管理电路的变换和调制电路产生+5V电源向蓄电池充电，所述蓄电池经供电管理电路的控制向控制切换装置供电，所述主控器采集蓄电池的电压值并通过调制电路对蓄电池的充电进行控制。
优选地，所述主控器还分别连接有电量检测电路和过流保护电路。
优选地，所述主控器包括一F330单片机。
优选地，所述充电管理电路包括第一二极管、第二二极管、第一三极管和第一开关管，所述第一二极管和第二二极管并联后连接于太阳能电池板与第一开关管的源极之间，所述第一开关管的源极和漏极之间依次串联有第三二极管和第一电阻、源极和栅极之间连接有第二电阻，所述第一开关管的漏极连接蓄电池、栅极连接第一三极管的集电极，所述第一三极管的发射极接地、基极通过第三电阻连接调制电路的输出端；
所述充电管理电路还包括第四电阻和第五电阻，所述第四电阻连接于第一开关管的漏极与主控器之间并通过第五电阻接地。
优选地，所述供电管理电路包括第二开关管和第二三极管，所述第二开关管的源极和栅极之间连接有第六电阻，所述第二开关管的栅极连接第二三极管的集电极，所述第二三极管的发射极接地、基极连接有第七电阻，所述第二开关管的源极和第七电阻连接蓄电池的两端。
由于采用了上述方案，本发明可通过充放电控制器的控制能够对蓄电池源源不断的进行充放电控制，以保证控制切换装置的正常工作并利用控制切换装置实现市电供电、光伏发电和并网供电的功能转换，从而保证了变电站的正常工作；其结构简单、可靠性高，具有很强的实用性。
附图说明
图1是本发明实施例的***原理图；
图2是本发明实施例的充放电控制器的***原理图；
图3是本发明实施例的充放电控制器的电路结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1至图3所示，本实施例提供的一种变电站供电***，它包括负载1、市电电网2、控制切换装置3、以锂离子电池作为蓄电池4、若干个充放电控制器5和若干个与充放电控制器5相对应的太阳能电池板6；其中，若干个太阳能电池板6通过相对应的充放电控制器5向蓄电池4供电，蓄电池4和市电电网2通过控制切换装置3的转换向负载1供电；同时，充放电控制器5包括充电管理电路a、输出PWM波的调制电路b、供电管理电路c和主控器d，太阳能电池板6依次经充电管理电路a的变换和调制电路b产生+5V电源向蓄电池4充电，蓄电池4再经供电管理电路c的控制向控制切换装置3供电，而主控器d则采集蓄电池4的电压值并通过调制电路b对蓄电池4的充电进行控制。如此，可通过充放电控制器5的控制能够对蓄电池4源源不断的进行充放电控制，以保证控制切换装置3的正常工作并利用控制切换装置3实现市电供电、光伏发电和并网供电的功能转换，从而保证了变电站的正常工作。
为丰富充放电控制器5的功能，保证其功能的可靠性和准确性，本实施例的主控器d还分别连接有电量检测电路e和过流保护电路f，两个电路均可采用领域内较为常见的电路结构。
而为保证充点电控制器5的性能，以及实现精密控制，本实施例的主控器d包括一F330单片机。
进一步地，为合理的优化充放电控制器5的功能，并最大限度的简化电路结构，本实施例的充电管理电路a包括第一二极管D1、第二二极管D2、第一三极管Q1和第一开关管U1；其中，第一二极管D1和第二二极管D2并联后连接于太阳能电池板6与第一开关管U1的源极之间，第一开关管U1的源极和漏极之间依次串联有第三二极管D3和第一电阻R1、源极和栅极之间连接有第二电阻R2，第一开关管U1的漏极连接蓄电池4、栅极连接第一三极管Q1的集电极，第一三极管Q1的发射极接地、基极通过第三电阻R3连接调制电路b的输出端；同时，充电管理电路a还包括第四电阻R4和第五电阻R5，第四电阻R4连接于第一开关管U1的漏极与主控器d之间并通过第五电阻R5接地。
如此，太阳能电池板6首先经第一二极管D1和第二二极管D2降压后，直接向整个***供电，第二电阻R2、第一开关管U1、第三电阻R3和第一三极管Q1构成蓄电池4的充电回路，主控器d产生8位PWM波并通过调制电路b控制占空比进而控制第一三极管Q1的导通和关断，进而控制第一开关管U1的导通和关断，从而实现对蓄电池4的充电控制管理。第三二极管D3和第一电阻R1构成蓄电池4的涓流充电回路，当在连续阴雨天以后，蓄电池4剩余电量不足以供控制切换装置3工作，该涓流回路引起恢复蓄电池4电压的作用，通过设定第一电阻R1的阻值的大小，来控制涓流充电电流的大小；如果第一电阻R1过小，那么该回路电流较大，第一三极管Q1、第一开关管U1的PWM控制作用基本上起不到什么作用，如果第一电阻R1，当蓄电池4需要涓流充电时却无法进行涓流充电，严重时可能会导致整个***无法正常启动；因此，本实施例的第一电阻R2优选的阻值为100欧姆。第四电阻R4和第五电阻R5则构成了蓄电池4的测量电阻，通过主控器d对该点(即图中的TP1点)电压的采集，即可获得蓄电池4的电压值，如此便于主控器d控制调制电路b实现占空比控制。
进一步地，本实施例的供电管理电路c包括第二开关管U2和第二三极管Q2，第二开关管U2的源极和栅极之间连接有第六电阻R6，第二开关管U2的栅极连接第二三极管Q2的集电极，第二三极管Q2的发射极接地、基极连接有第七电阻R7，第二开关管U2的源极和第七电阻R7连接蓄电池4的两端。如此，可形成蓄电池4的供电回路，通过控制蓄电池4来实现其对控制切换装置3的供电，能够使得负载1受到的影响降低到最小。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (5)

1.一种变电站供电***，其特征在于：它包括负载、市电电网、控制切换装置、蓄电池、若干个充放电控制器和若干个与充放电控制器相对应的太阳能电池板，若干个所述太阳能电池板通过相对应的充放电控制器向蓄电池供电，所述蓄电池和市电电网通过控制切换装置的转换向负载供电；
所述充放电控制器包括充电管理电路、调制电路、供电管理电路和主控器，所述太阳能电池板依次经充电管理电路的变换和调制电路产生+5V电源向蓄电池充电，所述蓄电池经供电管理电路的控制向控制切换装置供电，所述主控器采集蓄电池的电压值并通过调制电路对蓄电池的充电进行控制。
2.如权利要求1所述的一种变电站供电***，其特征在于：所述主控器还分别连接有电量检测电路和过流保护电路。
3.如权利要求2所述的一种变电站供电***，其特征在于：所述主控器包括一F330单片机。
4.如权利要求1-3中任一项所述的一种变电站供电***，其特征在于：所述充电管理电路包括第一二极管、第二二极管、第一三极管和第一开关管，所述第一二极管和第二二极管并联后连接于太阳能电池板与第一开关管的源极之间，所述第一开关管的源极和漏极之间依次串联有第三二极管和第一电阻、源极和栅极之间连接有第二电阻，所述第一开关管的漏极连接蓄电池、栅极连接第一三极管的集电极，所述第一三极管的发射极接地、基极通过第三电阻连接调制电路的输出端；
所述充电管理电路还包括第四电阻和第五电阻，所述第四电阻连接于第一开关管的漏极与主控器之间并通过第五电阻接地。
5.如权利要求4所述的一种变电站供电***，其特征在于：所述供电管理电路包括第二开关管和第二三极管，所述第二开关管的源极和栅极之间连接有第六电阻，所述第二开关管的栅极连接第二三极管的集电极，所述第二三极管的发射极接地、基极连接有第七电阻，所述第二开关管的源极和第七电阻连接蓄电池的两端。
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