光伏供电系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种光伏供电系统及其控制方法，用于给直流负载供电，所述光伏供电系统少包括：光伏阵列，用于将光能转换为电能；最大功率点跟踪器，用于追踪所述光伏阵列的最大功率点，并输出直流电；单向直流/直流转换器，用于将所述最大功率点跟踪器输出的直流电转换为预定电平的直流电。其中，所述光伏供电系统还包括：双向直流/直流转换器，当所述光伏阵列输出的电能大于所述直流负载所需的电能时，所述双向直流/直流转换器控制将多余的电能用于给蓄电池模块充电；当所述光伏阵列输出的电能小于所述直流负载所需的电能时，所述双向直流/直流转换器控制由所述蓄电池模块补充所述直流负载所需的电能不足的部分。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，用于给直流负载供电，所述光伏供电系统少包括：光伏阵列，用于将光能转换为电能；最大功率点跟踪器，用于追踪所述光伏阵列的最大功率点，并输出直流电；单向直流/直流转换器，用于将所述最大功率点跟踪器输出的直流电转换为预定电平的直流电。其中，所述光伏供电系统还包括：双向直流/直流转换器，当所述光伏阵列输出的电能大于所述直流负载所需的电能时，所述双向直流/直流转换器控制将多余的电能用于给蓄电池模块充电；当所述光伏阵列输出的电能小于所述直流负载所需的电能时，所述双向直流/直流转换器控制由所述蓄电池模块补充所述直流负载所需的电能不足的部分。【专利说明】
本专利技术涉及一种光能供电系统，特别是涉及一种基于双向直流/直流转换器的。
技术介绍
图1所示为现有技术的一种光伏供电系统的结构框图。如图所示，该光伏供电系统用于给负载19(例如，包括辐热炉，电磁炉，冰箱等直流负载和交流负载)供电，其进一步包括光伏阵列10 (例如,太阳能电池板)，最大功率点跟踪器12 (Maximum Power PointTracking,简称MPPT)，直流/直流转换器14，直流/交流转换器16以及电池模块18。 该光伏供电系统的工作过程如下:由光伏阵列10输出的电经过MPPT12采集光伏阵列10输出的最大功率点，再由直流/直流转换器14将最大功率点电压升压至360V的直流电，接着再经由直流/交流转换器16逆变为220V的交流电，随即向负载19中的交流负载供电。该光伏供电系统还包括电池模块18用于在光能不足的条件下直接给直流/直流转换器14输出能量进而使负载19的供电不受环境条件影响。然而，前述这种光伏供电系统的转换环节多，且每个环节都会造成不容忽视的能量损耗，因此导致整个光伏供电系统的光电转换效率降低，此外，前述这种光伏供电系统的成本较高，不利于新能源应用的推广。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种更高效且成本较低的。 本专利技术提供了一种光伏供电系统，用于给直流负载供电，所述光伏供电系统少包括:光伏阵列，用于将光能转换为电能；最大功率点跟踪器，用于追踪所述光伏阵列的最大功率点，并输出直流电；单向直流/直流转换器，用于将所述最大功率点跟踪器输出的直流电转换为预定电平的直流电。其中，所述光伏供电系统还包括:双向直流/直流转换器，当所述光伏阵列输出的电能大于所述直流负载所需的电能时，所述双向直流/直流转换器控制将多余的电能用于给蓄电池模块充电；当所述光伏阵列输出的电能小于所述直流负载所需的电能时，所述双向直流/直流转换器控制由所述蓄电池模块补充所述直流负载所需的电能不足的部分。 本专利技术的光伏供电系统还包括数字信号处理控制器，其一端连接所述双向直流/直流转换器，用于控制所述双向直流/直流转换器，其另一端经由反馈回路连接至所述直流负载。 本专利技术的数字信号处理控制器进一步包括:A/D采样单元，用于通过采样程序用事物管理器的定时器定时地触发对所述单向直流/直流转换器的输入电压的采样操作；计算单元，用于将检测到的所述单向直流/直流转换器的输入电压与参考电压相比较，得到偏差信号；接着，使用PI调节器、计算、限幅、比较环节得到导通比；随后，通过将所述导通比与三角波相比较；以及PWM信号发生器，根据所述导通比与三角波的比较结果生成PWM信号，以将所述双向直流/直流转换器切换至合适的工作模式。 本专利技术还提供一种光伏供电系统的控制方法，其应用于包括有双向直流/直流转换器的光伏供电系统，所述光伏供电系统的控制方法至少包括以下步骤:执行采样操作，并判断采样值是否正常；当所述采样值为正常时，根据相应的算法计算相关的信号参数；当所述采样值非正常时，执行中断服务；输出相应的PWM信号进而将所述双向直流/直流转换器切换至合适的工作模式。 本专利技术的光伏供电系统的控制方法，其中，所述根据相应的算法计算相关的信号参数的步骤进一步包括:通过采样程序用事物管理器的定时器定时地触发对所述单向直流/直流转换器的输入电压的采样操作；将检测到的所述单向直流/直流转换器的输入电压与参考电压相比较，得到偏差信号；使用PI调节器、计算、限幅、比较环节得到导通比；通过将所述导通比与三角波相比较；以及根据所述导通比与三角波的比较结果生成PWM信号，以将所述双向直流/直流转换器切换至合适的工作模式。 与现有技术相比，本专利技术的包含有双向直流/直流转换器的光伏供电系统减少了逆变环节，即在最大功率追踪器输出直流电后，仅仅经由单向直流/直流转换器便直接传送给直流负载，因此可以大大减少整个光伏供电系统的能量损耗，从而提高光伏转换的效率。另外，本专利技术的包含有数字信号处理控制器的光伏供电系统满足了光伏供电系统对时间实时性的要求，采用数字控制技术取代传统的模拟控制技术，其一方面可以明显减少硬件电路的器件，提高控制的精度，另一方面消除了温漂现象，从而进一步有效地降低了光伏供电系统的成本并提高了功效。 以下结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细的说明，以使本专利技术的特性和优点更为明显。 【专利附图】【附图说明】 图1所示为现有技术的一种光伏供电系统的结构框图； 图2所不为本专利技术一个实施例的基于双向直流/直流转换器的光伏供电系统的结构框图； 图3所示为本专利技术如图2所示实施例的光伏供电系统中的双向直流/直流转换器的电路不意图； 图4所示为如图3所示实施例的双向直流/直流转换器工作在降压模式下的等效电路不意图； 图5所示为如图3所示实施例的双向直流/直流转换器工作在升压模式下的等效电路不意图； 图6所示为本专利技术如图3所示实施例的双向直流/直流转换器的控制电路连接示意图； 图7所示为本专利技术如图6所示实施例的DSP控制器的结构框图； 图8所示为如图7所示实施例的DSP控制器的控制方法的流程示意图；以及 图9所示为图8所示实施例的DSP控制器的中断服务的流程示意图。 【具体实施方式】 以下将对本专利技术的实施例给出详细的说明。尽管本专利技术将结合一些【具体实施方式】进行阐述和说明，但需要注意的是本专利技术并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，对本专利技术进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本专利技术的权利要求范围当中。 另外，为了更好的说明本专利技术，在下文的【具体实施方式】中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本专利技术同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、流程、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本专利技术的主旨。 图2所不为本专利技术一个实施例的基于双向直流/直流转换器的光伏供电系统的结构框图。本实施例的基于双向直流/直流转换器的光伏供电系统用于给直流负载29供电，其进一步包括光伏阵列20 (例如，太阳能电池板)，MPPT22，单向直流/直流转换器24，双向直流/直流转换器26以及蓄电池模块28。其中，本专利技术的光伏供电系统还包括数字信号处理控制器(Digital Signal Processing,简称DSP控制器)27,该DSP控制器27的一端连接至双向直流/直流转换器26，用于控制该双向直流/直流转换器26 ;该DSP控制器27的另一端经由反馈回路连接至直流负载29。 结合图2和图1可知，相较于如图1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光伏供电系统，用于给直流负载供电，所述光伏供电系统少包括：光伏阵列，用于将光能转换为电能；最大功率点跟踪器，用于追踪所述光伏阵列的最大功率点，并输出直流电；单向直流/直流转换器，用于将所述最大功率点跟踪器输出的直流电转换为预定电平的直流电；其特征在于，所述光伏供电系统还包括：双向直流/直流转换器，当所述光伏阵列输出的电能大于所述直流负载所需的电能时，所述双向直流/直流转换器控制将多余的电能用于给蓄电池模块充电；当所述光伏阵列输出的电能小于所述直流负载所需的电能时，所述双向直流/直流转换器控制由所述蓄电池模块补充所述直流负载所需的电能不足的部分。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：林贞汛，蒋赢，潘婷，蓝培芝，董玉龙，唐良美，黄远康，贺翔宇，
申请(专利权)人：上海电机学院，
类型：发明
国别省市：上海;31