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)包括太陽能電池板和蓄電池組，所述蓄電池組包括有多個蓄電池，在所述蓄電池組中設(shè)置若干可控開關(guān)，在所述太陽能電池板輸出的充電電壓值為正常充電電壓值時，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蓄電池處于放電連接狀態(tài)；在所述太陽能電池板輸出的充電電壓值為弱充電電壓值時，控制所述若干可控開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，減少每個所述并聯(lián)支路中串聯(lián)連接的蓄電池數(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。該方法在充電時根據(jù)太陽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)的蓄電池數(shù)量，保證了蓄電池組的正常充電和使用。
【專利說明】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，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)包括有太陽能電池板、蓄電池組、充放電控制器及負載。太陽能電池板為能量 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)支路由多個蓄電池串聯(lián)而成，通過太陽能電池板為每路并聯(lián)支路充電來貯存電能,并 可隨時向負載供電。充放電控制器用來對蓄電池組的充放電過程進行控制。
[0003]在光伏發(fā)電系統(tǒng)的實際使用過程中，由于外界太陽能光強大多數(shù)時候處于弱光狀 態(tài)，因此，太陽能電池板多數(shù)情況下所能提供的電能有限。如果太陽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，進而影響蓄電池對負載的正常供電，致使負 載無法正常工作。

【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，該方法在充電時根據(jù)太陽 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)的蓄電池數(shù)量，保證蓄電 池組的正常充電和使用。
[0005]為實現(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，每個并聯(lián)支路包括有串聯(lián)連接的多個蓄電池；在所述 蓄電池組中設(shè)置若干可控開關(guān)，在太陽能電池板對所述蓄電池組充電時，檢測其輸出的充 電電壓值，若所述太陽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蓄電池處于放電連接狀態(tài)，每個所述并聯(lián)支 路中串聯(lián)連接的蓄電池數(shù)量與所述正常充電電壓值相匹配；若所述太陽能電池板輸出的 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)，減少每個所述并聯(lián)支路中串聯(lián)連接的蓄電池數(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，為保證蓄電池組對負載正常供電，在所 述太陽能電池板輸出弱充電電壓值對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，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實現(xiàn)。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果是:本發(fā)明的充電控制方法在太陽能 電池板對蓄電池組進行充電時，根據(jù)太陽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)的蓄電池數(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能電池 板輸出的充電電壓相匹配，即使在太陽能電池板輸出的充電電壓變?nèi)鯐r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【具體實施方式】后，本發(fā)明的其他特點和優(yōu)點將變得更加清
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【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制方法一個實施例的流程圖；
圖2是基于圖1充電控制方法的光伏發(fā)電系統(tǒng)中蓄電池組的一個實施例在一種工作狀 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的簡化原理圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步詳細的說明。
[0013]圖1所示為本發(fā)明光伏發(fā)電系統(tǒng)充電控制方法一個實施例的流程圖。
[0014]在該實施例中，光伏發(fā)電系統(tǒng)包括有太陽能電池板、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，每個并聯(lián)支路中包括有串聯(lián)連接的多個蓄電池，太陽能電池板 的輸出端與每條并聯(lián)支路相連接。而且，蓄電池組中設(shè)置有多個可控開關(guān)，多個蓄電池通過 可控開關(guān)實現(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)進行充電的控制過程如下:
步驟101:充電過程開始。
[0016]步驟102:控制系統(tǒng)初始化。
[0017]步驟103:檢測太陽能電池板輸出的充電電壓，并與設(shè)定的充電電壓值進行比較。
[0018]在該實施例中，預(yù)先設(shè)置有一個充電電壓閾值。檢測到太陽能電池板的輸出充電 電壓之后，將檢測值與預(yù)設(shè)的充電電壓閾值作比較。如果太陽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 明此時太陽光強充足；否則，判定太陽能電池板輸出的充電電壓值為弱充電電壓值，也即表 明此時太陽光強較弱。
[0019]步驟104:判斷當(dāng)前太陽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)前太陽能電池板輸出的充電電壓值為正常充電電壓值，說明當(dāng)前 太陽光強充足。此情況下，控制多個可控開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，使得蓄電池組中的多個蓄電池處 于放電連接狀態(tài)，每個并聯(lián)支路中串聯(lián)連接的蓄電池數(shù)量與正常充電電壓值相匹配。
[0021]這里所說的放電連接狀態(tài)，是蓄電池組中的蓄電池在為負載供電時的一種連接狀態(tài)。該連接狀態(tài)一般為根據(jù)太陽能電池板的結(jié)構(gòu)、所連接的負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)每個并聯(lián)支路中串聯(lián)連接的蓄電池數(shù)量與正 常充電電壓值相匹配，各蓄電池能夠被太陽能電池板正常充電。
[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的充電過程。
[0023]步驟107:若當(dāng)前太陽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，說明當(dāng)前太陽光強較弱，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)前太陽能電池板輸出的充電電壓值為弱充電電壓值時，控制蓄電 池組中多個可控開關(guān)的開關(guān)狀態(tài)，減少每個并聯(lián)支路中串聯(lián)連接的蓄電池數(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)支路與太陽能電池板相連接。
[0025]通過減少并聯(lián)支路中串聯(lián)連接的蓄電池數(shù)量，從而減小了每條并聯(lián)支路所需的充 電電壓，也即，降低了對太陽能電池板所輸出的充電電壓的要求，所以，即使在太陽光較弱、 太陽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行正常充電，確保能為 負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)及對可控開關(guān) 進行控制來實現(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 載對不同太陽光強度的工作需求等實際情況來設(shè)計。而且，在該實施例的方法的說明下，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，該實施例 對此不作限定。
[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蓄電 池恢復(fù)至放電連接狀態(tài)，以使得蓄電池組能為負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實施例的充電控制方法的一個光伏發(fā)電系統(tǒng)一個實施 例的部分系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具體來說，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，該實施例的蓄電池組共包括有二十四個蓄電池，分別為 BAT1-BAT24，還包括有七個可控開關(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，在該實施例的蓄 電池組中，放電狀態(tài)下，共包括有三個并聯(lián)支路，分別是由BAT1-BAT8共八個蓄電池通過可 控開關(guān)S3串聯(lián)而成的并聯(lián)支路、由BAT9-BAT16共八個蓄電池通過可控開關(guān)S4串聯(lián)而成的 并聯(lián)支路及由BAT17-BAT24共八個蓄電池通過可控開關(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可控開關(guān)SI和S2相互連接在一起。圖2的簡化原理圖如圖3所
/Jn o[0034]對于圖2及圖3所示的連接狀態(tài)圖，由于每條并聯(lián)支路均包括有八個蓄電池，假設(shè) 每個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。為對這種連 接結(jié)構(gòu)的蓄電池組正常充電，要求太陽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，如果太陽光強充足時，太陽能電池板輸出的充電電壓值不小于正常充電 電壓值，可以對上述處于放電連接狀態(tài)下的蓄電池組進行正常充電。
[0035]如果太陽光強變?nèi)?，使得太陽能電池板輸出的充電電壓值降低，在低于正常充?電壓值時，控制可控開關(guān)S3、S4和S5動作，改變動觸點位置。然后，控制可控開關(guān)SI和S2 動作，改變動觸點位置。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的簡化原理圖如圖5所示。比較圖3及圖5可以看出，圖5的簡化原理圖中，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)支路的蓄電池數(shù)量減少了兩個，減少的蓄電池恰好形成一條新的并聯(lián)支路。
[0036]對于圖4和圖5所示的連接狀態(tài)圖，由于每個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，對于這種結(jié)構(gòu)的蓄電池組，對太陽能電池板所輸 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%，對太陽 光強度要求降低。因此，在太陽光強度變?nèi)醯那闆r下，仍可以對蓄電池組進行正常充電，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LED路燈進行供電的光伏發(fā)電系統(tǒng)中。一 般的，太陽能LED路燈工作電流不會太大，因此，可控開關(guān)可以采用繼電器來實現(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，進而減少整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的體積。
[0038]以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其進行限制；盡管參照前述實 施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，依然可以對前述實施 例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；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，每個并聯(lián)支路包括有串聯(lián)連接的多個蓄電池，其特 征在于，在所述蓄電池組中設(shè)置若干可控開關(guān)，在太陽能電池板對所述蓄電池組充電時，檢 測其輸出的充電電壓值，若所述太陽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蓄電池處于放電連接狀態(tài)，每 個所述并聯(lián)支路中串聯(lián)連接的蓄電池數(shù)量與所述正常充電電壓值相匹配；若所述太陽能電 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)，減少每個所述并聯(lián)支路中串聯(lián)連接的蓄電池數(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，在所述太陽能電 池板輸出弱充電電壓值對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，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】H02J7/00GK103607023SQ201310641010
【公開日】2014年2月26日 申請日期: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 申請人:青島銳晶光電科技有限公司