独立光伏充电蓄电池变阵控制系统技术方案

独立光伏充电蓄电池变阵控制系统属于控制系统技术领域，尤其涉及一种独立光伏充电蓄电池变阵控制系统及控制方法。本实用新型专利技术提供一种使光伏电池输出的电能充分利用的独立光伏充电蓄电池变阵控制系统及控制方法。本实用新型专利技术独立光伏充电蓄电池变阵控制系统包括单片机、SOC光照强度数据采集部分，Boost/BuckDC/DCMPPT部分、充电控制变阵控制部分、光伏电池阵列和蓄电池阵列，其结构要点单片机信号输出端口分别与Boost/BuckDC/DCMPPT部分信号输入端口、充电控制变阵控制部分信号输入端口相连。

【技术实现步骤摘要】
独立光伏充电蓄电池变阵控制系统
本技术属于控制系统
，尤其涉及一种独立光伏充电蓄电池变阵控制系统及控制方法。
技术介绍
独立光伏充电系统具有如下特点。1、外部环境(光照强度、温度等)随时发生变化，光伏电池输出的电能(最大功率点)也随时发生改变。2、由于被充蓄电池组中，各蓄电池(铅酸蓄电池)荷电状态不同，导致充电策略不同，也就是说，同一时刻被充蓄电池充电所需功率不同。由于上述因素的影响，产生如下问题。1、当外部条件变化光伏电池板输出功率下降时，这时被充蓄电池组所需功率得不到满足，一般充电系统为防止反充，会停止系统运行。然而，此时光伏系统仍然存在电能输出，这些电能由于系统的保护性停运而损失。关键问题在于:如何根据光伏电池输出功率和目前被充蓄电池充电所需功率，给出在当前条件下被充蓄电池数量和充电阵列形式。也就是要对原有充电蓄电池阵列进行重组，根据光伏电池输出功率的降低，确定那些被充蓄电池脱离充电阵列，变为待充蓄电池。2、当外部条件变化光伏电池板输出功率增大时，这时光伏电池输出功率大于目前被充蓄电池组所需功率。关键问题:如何根据目前功率差确定哪些待充蓄电池组转化为被充蓄电池，以及如何确定新被充蓄电池阵列形式。3、当外部条件不变光伏电池输出功率不变时，由于蓄电池在充电过程中，被充蓄电池所需充电功率随着蓄电池荷电状态的变化而变化(下降)，充电系统会相对产生剩余电能，为了不使这部分能量损失，要对充电阵列进行重组。需要确定哪些被充蓄电池变换为被充蓄电池，新的被充蓄电池阵列形式是什么。多目标优化:第一优化目标为能量的最大存储；第二优化目标为单位工作时间内(一天)被充满蓄电池数目最大。
技术实现思路
本技术就是针对上述问题，提供一种使光伏电池输出的电能充分利用的独立光伏充电蓄电池变阵控制系统及控制方法。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案，本技术独立光伏充电蓄电池变阵控制系统包括单片机、SOC光照强度数据采集部分，Boost/Buck DC/DC MPPT部分、充电控制变阵控制部分、光伏电池阵列和蓄电池阵列，其结构要点单片机信号输出端口分别与Boost/Buck DC/DC MPPT部分信号输入端口、充电控制变阵控制部分信号输入端口相连，光伏电池阵列电能输出端口依次通过Boost/Buck DC/DC MPPT部分、充电控制变阵控制部分与蓄电池阵列电能输入端口相连，SOC光照强度数据采集部分信号输入端口分别与光伏电池阵列信号输出端口、蓄电池阵列信号输出端口相连，SOC光照强度数据采集信号输出端口与单片机信号输入端口相连。所述充电控制变阵控制部分包括变阵控制器，所述SOC光照强度数据采集部分和单片机组成数据采集处理部分，所述蓄电池阵列包括待充蓄电池组和被充蓄电池组，数据采集处理部分信号输入端口分别与待充蓄电池组信号输出端口、被充蓄电池组信号输出端口、光伏电池阵列的光伏电池组信号输出端口相连，数据米集处理部分信号输出端口与变阵控制器信号输入端口相连，变阵控制器控制信号输出端口分别与待充蓄电池组充电控制信号输入端口、被充蓄电池组充电控制信号输入端口相连。作为一种优选方案，本技术所述Boost/Buck DC/DC MPPT部分包括电容C3，电容C3 —端分别与光伏电池组一端、电阻Rl —端、电感LI 一端相连，电容C3另一端分别与光伏电池组另一端、电阻R2 —端、电阻R3 —端相连，电阻Rl另一端与电阻R2另一端相连，电感LI另一端分别与电容Cl 一端、电感L2 —端相连，电阻R3另一端分别与电容Cl另一端、NM0SFET源极、二极管Dl阳极、电容C2 —端相连，电感L2另一端分别与NM0SFET漏极、二极管Dl阴极、二极管D2阳极相连，二极管D2阴极与电容C2另一端相连。作为另一种优选方案，本技术所述数据采集处理部分包括ADC0809芯片U3、80C528 芯片 U1、DAC0832 芯片 U2、0P07C 芯片 U4, U3 的 17、14、15、8、18、19、20、21、22、23、24、25、6、7、9 引脚分别与 Ul 的 1、2、3、4、5、6、7、8、10、11、12、13、15、16、17 引脚对应相连，Ul 的 14、21、22、23、24、25、26、27、28 引脚分别与 U2 的 2、7、6、5、4、16、15、14、13 引脚对应相连，U2的9、11引脚分别与U4的6、2引脚对应相连；U3的28、I引脚分别与与所述电阻Rl另一端、电阻R3另一端对应相连，Ul的34引脚与所述匪OSFET门极相连。另外，本技术所述充电控制变阵控制部分的充电控制电路包括M0C3053芯片U4，U4的1、6引脚通过电阻Rl'相连，U4的2引脚与Ul的32引脚相连，U4的4引脚与TP0604的2脚相连，TP0604的3脚与1N4002G负极相连，1N4002G阳极为充电输入端，TP0604的I脚分别与保险丝FUl —端、电阻R3' —端相连，FUl另一端为充电输出端，电阻R3'另一端分别与电阻R4' —端、U3的26引脚相连，电阻R4'另一端为充电输出端。本技术独立光伏充电蓄电池变阵控制方法，包括以下步骤。1、根据光伏电池输出最大输出功率，计算出目前光照条件下单位工作时间内发电总量 Ql:Q1= f Idt02、根据被充蓄电池单体的荷电状态和蓄电池单体的电容量，计算出每块蓄电池到充满电需要电能Q2:Q2=Q3-Q4，其中Q3为蓄电池单体的电容量，Q4为被充蓄电池单体的荷电状态；进一步计算出所有被充蓄电池阵列到充满电所需电能总量Q5:设蓄电池总数为N，则Q5=NQ2，其中N为被充蓄电池单体个数。3、建立待充蓄电池组荷电状态、蓄电池充电接受率α和充满所需电量数据库。4、通过最大功率跟踪模块实时检验目前发电总量，并和被充蓄电池所需电量总量进行比较，即Q1-Q5。[0021 ] Ql-Q5>0说明有多余电量，此时对待充蓄电池组进行检索，根据被充蓄电池数据库信息，确定电量最少待充蓄电池组，使这些待充蓄电池组转换为被充蓄电池组。Q1_Q5〈0说明太阳能电池输出电量不足，此时对被充蓄电池组进行检索，根据被充蓄电池数据库信息，确定电量最多被充蓄电池组，使这些被充蓄电池组转换为待充蓄电池组。本技术有益效果。本技术通过单片机、SOC光照强度数据采集部分、Boost/Buck DC/DC MPPT部分、充电控制变阵控制部分的配合使用，可实现光伏电池输出的电能更大限度地被蓄电池组储存，大幅度优化光伏充电控制系统。【附图说明】下面结合附图和【具体实施方式】对本技术做进一步说明。本技术保护范围不仅局限于以下内容的表述。图1独立光伏充电系统蓄电池变阵控制器基本功能图。图2蓄电池变阵控制器工作原理框图。图3总成原理框图。图4Boost升压、最大功率点跟踪模块电路图。图5信号采集电路图。图6充电控制电路图。图7最大功率跟踪(MPPT)工作流程图。图8总成工作流程图(图中功率差指光伏阵列输出功率与被充蓄电池所需功率之差)。【具体实施方式】如图所示，本技术独立光伏充电蓄电池变阵控制系统包括单片机、SOC光照强度数据采集部分，Boost/Buck DC/DC MPPT部分、本文档来自技高网...

【技术保护点】
独立光伏充电蓄电池变阵控制系统，包括单片机、SOC光照强度数据采集部分，Boost/Buck DC/DC MPPT部分、充电控制变阵控制部分、光伏电池阵列和蓄电池阵列，其特征在于单片机信号输出端口分别与Boost/Buck DC/DC MPPT部分信号输入端口、充电控制变阵控制部分信号输入端口相连，光伏电池阵列电能输出端口依次通过Boost/Buck DC/DC MPPT部分、充电控制变阵控制部分与蓄电池阵列电能输入端口相连，SOC光照强度数据采集部分信号输入端口分别与光伏电池阵列信号输出端口、蓄电池阵列信号输出端口相连，SOC光照强度数据采集信号输出端口与单片机信号输入端口相连；所述充电控制变阵控制部分包括变阵控制器，所述SOC光照强度数据采集部分和单片机组成数据采集处理部分，所述蓄电池阵列包括待充蓄电池组和被充蓄电池组，数据采集处理部分信号输入端口分别与待充蓄电池组信号输出端口、被充蓄电池组信号输出端口、光伏电池阵列的光伏电池组信号输出端口相连，数据采集处理部分信号输出端口与变阵控制器信号输入端口相连，变阵控制器控制信号输出端口分别与待充蓄电池组充电控制信号输入端口、被充蓄电池组充电控制信号输入端口相连。...

【技术特征摘要】
1.独立光伏充电蓄电池变阵控制系统，包括单片机、SOC光照强度数据采集部分，Boost/Buck DC/DC MPPT部分、充电控制变阵控制部分、光伏电池阵列和蓄电池阵列，其特征在于单片机信号输出端口分别与Boost/Buck DC/DC MPPT部分信号输入端口、充电控制变阵控制部分信号输入端口相连，光伏电池阵列电能输出端口依次通过Boost/Buck DC/DC MPPT部分、充电控制变阵控制部分与蓄电池阵列电能输入端口相连，SOC光照强度数据采集部分信号输入端口分别与光伏电池阵列信号输出端口、蓄电池阵列信号输出端口相连，SOC光照强度数据采集信号输出端口与单片机信号输入端口相连； 所述充电控制变阵控制部分包括变阵控制器，所述SOC光照强度数据采集部分和单片机组成数据采集处理部分，所述蓄电池阵列包括待充蓄电池组和被充蓄电池组，数据采集处理部分信号输入端口分别与待充蓄电池组信号输出端口、被充蓄电池组信号输出端口、光伏电池阵列的光伏电池组信号输出端口相连，数据采集处理部分信号输出端口与变阵控制器信号输入端口相连，变阵控制器控制信号输出端口分别与待充蓄电池组充电控制信号输入端口、被充蓄电池组充电控制信号输入端口相连。2.根据权利要求1所述独立光伏充电蓄电池变阵控制系统，其特征在于所述Boost/Buck DC/DC MPPT部分包括电容C3，电容C3 —端分别与光伏电池组一端、电阻Rl —端、电感LI 一端相连，电容C3另一端分别与光伏电池组另一端、电阻R2 —端、电阻R3 —端相连，电阻Rl另一端与电阻R2另一端相连，电感LI另一端分别与电容Cl 一端、电感L2 —...

【专利技术属性】
技术研发人员：王福忠，王圣坤，徐伦，李洪阳，
申请(专利权)人：王福忠，
类型：新型
国别省市：辽宁;21