【技术实现步骤摘要】
光伏控制器校准方法与系统
本专利技术涉及太阳能光伏
,特别是太阳能光伏发电系统中光伏控制器校准方法及其校准系统,提高了光伏控制器的校准精度和效率。
技术介绍
光伏控制器是光伏发电系统中的关键设备,在风光互补路灯、太阳能路灯、太阳能庭院灯、新农村路灯中有着极为广泛的应用。为了提高光伏控制器的性价比,目前普遍采用二次校准的方法来解决蓄电池电压、光伏电压、光伏充电电流和负载电流的计量问题。因此对光伏控制器的计量参数进行校准和调整,就成为在光伏控制器的生产过程中一个十分重要的生产工序。为了实现光伏控制器对太阳能板发电、蓄电池充放电和光源用电等的管理与控制,光伏控制器需要对蓄电池电压、光伏电压、光伏充电电流和负载电流进行计量。其计量原理是,将模拟的电信号通过A/D变换转变为数字的A/D值,然后进行二次线性变换为真实的测量值,二次线性变换可以用下列运算式来表达:y=K*x–Z式中,K是系数(K>0),Z是零点(Z≥0),x是A/D值,y是测量值。系数K和零点Z,在光伏控制器安装嵌入式程序时,都会指定固定的初始值。由于存在元器件差异性等因素的影响,需要对系数K和零点Z的初始值进行调整,这种调整系数K和零点Z的过程,就称为校准。然而,在进行光伏充电电流和负载电流校准时,往往因电流较大的原因,造成PCBA板和元器件因温度上升而出现温升效应使其测量值不断变大,给校准带来不利,甚至带来严重干扰。另外,校准时,因元器件存在较大差异等因素的影响,实际测量值还会出现较大的偏离,如果严格按照上述线性变换运算式来对系数K和零点Z进行调整,往往仍然会存在较大的测量误差。专利技术 ...
【技术保护点】
光伏控制器校准方法,包括以下步骤:1)校准系统自检:校准程序启动后,首先进行光伏控制器校准系统自检,依次检查该校准系统中的校准电源(2)、电子负载(4)、功率表(7)和开关控制器(8),经判断被检查设备均工作正常,表示校准系统自检通过,则进行光伏控制器的校准,否则不允许进行光伏控制器的校准;2)装载光伏控制器:是指将待校准的光伏控制器PCBA板连接至该校准系统的过程,采用将待校准的光伏控制器PCBA板装到光伏控制器校准治具的方式;3)校准蓄电池电压:在完成校准准备后,首先检查光伏控制器,主要检查蓄电池电压控制器读数是否为0,如果不为0,则表明光伏控制器工作正常,继续执行后续工作,否则停止;然后读取待校准的光伏控制器的蓄电池电压参数,然后采集第一校准点和第二校准点蓄电池电压控制器读数,然后计算出新蓄电池电压参数;然后检查新蓄电池电压参数是否满足精度要求,如是,则检查通过;最后由计算机(1)经通信器(6)向待校准的光伏控制器发命令写入新蓄电池电压参数;4)校准光伏电压:在完成校准准备后,首先检查光伏控制器,主要检查光伏电压控制器读数是否为0,如果不为0,则表明光伏控制器工作正常,继续执行后 ...
【技术特征摘要】
1.光伏控制器校准方法,包括以下步骤:1)校准系统自检:校准程序启动后,首先进行光伏控制器校准系统自检,依次检查该校准系统中的校准电源(2)、电子负载(4)、功率表(7)和开关控制器(8),经判断被检查设备均工作正常,表示校准系统自检通过,则进行光伏控制器的校准,否则不允许进行光伏控制器的校准;2)装载光伏控制器:是指将待校准的光伏控制器PCBA板连接至该校准系统的过程,采用将待校准的光伏控制器PCBA板装到光伏控制器校准治具的方式;3)校准蓄电池电压:在完成校准准备后,首先检查光伏控制器,主要检查蓄电池电压控制器读数是否为0,如果不为0,则表明光伏控制器工作正常,继续执行后续工作,否则停止;然后读取待校准的光伏控制器的蓄电池电压参数,然后采集第一校准点和第二校准点蓄电池电压控制器读数,然后计算出新蓄电池电压参数;然后检查新蓄电池电压参数是否满足精度要求,如是,则检查通过;最后由计算机(1)经通信器(6)向待校准的光伏控制器发命令写入新蓄电池电压参数;4)校准光伏电压:在完成校准准备后,首先检查光伏控制器,主要检查光伏电压控制器读数是否为0,如果不为0,则表明光伏控制器工作正常,继续执行后续工作,否则停止;然后读取待校准的光伏控制器的光伏电压参数,然后采集第一校准点和第二校准点光伏电压控制器读数,然后计算出新光伏电压参数;然后检查新光伏电压参数是否满足精度要求,如是,则检查通过;最后由计算机(1)经通信器(6)向待校准的光伏控制器发命令写入新光伏电压参数;5)校准光伏充电电流:首先完成校准准备并使冷却风扇(11)启动,冷却风扇(11)用于为校准光伏充电电流提供恒温环境;其后,检查光伏控制器,主要检查光伏控制器是否进入恒压充电模式以及光伏充电电流控制器读数是否为0,如果不为0,则表明光伏控制器工作正常,继续执行后续工作,否则停止;然后读取待校准的光伏控制器的光伏充电电流参数,然后采集第一校准点和第二校准点光伏充电电流控制器读数及功率表电流,然后计算出新光伏充电电流参数;然后检查新光伏充电电流参数是否满足精度要求,如是,则检查通过;最后由计算机(1)经通信器(6)向待校准的光伏控制器发命令写入新光伏充电电流参数;6)校准负载电流:首先完成校准准备并使冷却风扇(11)启动,冷却风扇(11)用于为校准负载电流提供恒温环境;其后,检查光伏控制器,主要检查负载电流控制器读数是否为0,如果不为0,则表明光伏控制器工作正常,继续执行后续工作,否则停止;然后读取待校准的光伏控制器的负载电流参数,然后采集第一校准点和第二校准点负载电流控制器读数及功率表电流,然后计算出新负载电流参数;然后检查新负载电流参数是否满足精度要求,如是,则检查通过;最后由计算机(1)经通信器(6)向待校准的光伏控制器发命令写入新负载电流参数;7)卸载光伏控制器:按照装载光伏控制器反向过程卸载;至此,一台待校准的光伏控制器的校准结束。2.根据权利要求1所述的光伏控制器校准方法,其特征在于:所述步骤3)中的采集第一校准点和第二校准点蓄电池电压控制器读数的方法,包括:a)采集第一校准点蓄电池电压控制器读数:由计算机(1)经通信器(6)向校准电源(2)发命令设置其电压为第一校准点电压,再向待校准的光伏控制器发命令读取其蓄电池电压,连续读取N次,如果读取的蓄电池电压值相同,则停止读取,认为读取成功,继续执行后续工作;如果在连续读取过程中,读取到的蓄电池电压值发生变化,则一直读取下去,直到最后连续读取N次的蓄电池电压值相同为止,并认为读取成功,继续执行后续工作;如果一直无法满足最后连续读取N次的蓄电池电压值相同的条件,则连续读取次数达到M次时也停止读取,并取最后P次读取的蓄电池电压的平均值作为读取的蓄电池电压值,也认为读取成功,继续执行后续动作;如果没有接收到返回结果,读取不到蓄电池电压值,则表示读取蓄电池电压失败,停止执行后续动作;b)采集第二校准点蓄电池电压控制器读数:由计算机(1)经通信器(6)向校准电源(2)发命令设置其电压为第二校准点电压,再向待校准的光伏控制器发命令读取其蓄电池电压,连续读取N次,如果读取的蓄电池电压值相同,则停止读取,认为读取成功,继续执行后续工作;如果在连续读取过程中,读取到的蓄电池电压值发生变化,则一直读取下去,直到最后连续读取N次的蓄电池电压值相同为止,并认为读取成功,继续执行后续工作;如果一直无法满足最后连续读取N次的蓄电池电压值相同的条件,则连续读取次数达到M次时也停止读取,并取最后P次读取的蓄电池电压的平均值作为读取的蓄电池电压值,也认为读取成功,继续执行后续动作;如果没有接收到返回结果,读取不到蓄电池电压值,则表示读取蓄电池电压失败,停止执行后续动作;所述步骤3)中的计算新蓄电池电压参数,旨在计算出蓄电池电压系数新值Knew和零点新值Znew,全部计算过程由计算机(1)执行,首先计算第一校准点和第二校准点的蓄电池电压误差:如果误差在规定的范围内,则蓄电池电压控制器读数精度符合要求,不需要对蓄电池电压参数进行调整;当误差超出规定的范围时,则需要对蓄电池电压参数进行调整,即校准,先用规定的校准算法计算出新的系数和零点,校准算法是以第一校准点电压和第二校准点电压两者之间为大者,作为关键校准点,当关键校准点的正误差大于校正点t时,需要先对读取的蓄电池电压值进行校正,校正量为+m,计算新蓄电池电压参数的校准算法包括以下步骤:a)先令Znew=Zold值,若(Ukmea-Uktarg)值大于t,则令Ukmea加上m校正量,然后计算出“(Uktarg/Ukmea)*Kold-Kold”算式[1]值,若其绝对值小于等于Ek值,则执行步骤b),否则,执行步骤c);b)计算出“10*Uktarg*Kold/(10*Ukmea+Zold)”算式[2]值,并令Knew值等于算式[2]的值,然后执行步骤d);c)令Knew=Kold值,然后执行步骤d);d)计算出“(10*Umea+Zold)*Knew/Kold-10*Utarg”算式[3]值,若其值不小于0且不大于EZ1值,则执行步骤e),否则,执行步骤f);e)先令Znew值等于步骤d)中计算的算式[3]的值,再计算“10*Uktarg*Knew/(10*Uktarg-Znew)”算式[4]值,并令Knew值等于算式[4]的值,然后执行步骤g);f)计算“Kold*(Uktarg-Utarg)/(Ukmea-Umea)”算式[5]值,并令Knew值等于算式[5]的值,然后执行步骤i);g)重新计算出“(10*Umea+Zold)*Knew/Kold-10*Utarg”算式[3]值,若其值大于EZ2值,则执行步骤h),否则,执行步骤i);h)计算出“(Uktarg-Utarg)*Kold/(Ukmea-Umea)”算式[5]值,并令Knew值等于算式[5]的值,再重新计算出“(10*Umea+Zold)*Knew/Kold-10*Utarg”算式[3]值,并令Znew值等于算式[3]的值,然后执行步骤i);i)已获得Knew新值和Znew新值,算法结束;式中:Kold—蓄电池电压系数旧值,已由读取蓄电池电压参数步骤获得;Zold—蓄电池电压零点旧值,已由读取蓄电池电压参数步骤获得;Uktarg—关键校准点的蓄电池电压目标值,等于第一校准点和第二校准点电压之间的较大的值,在校准过程中不会发生变化;Ukmea—关键校准点的蓄电池电压测量值,等于采集的第一校准点或第二校准点蓄电池电压控制器读数,其取值与其目标值相对应,在校准过程中不会发生变化;Utarg—非关键校准点的蓄电池电压目标值,等于第一校准点和第二校准点电压之间的较小的值,在校准过程中不会发生变化;Umea—非关键校准点的蓄电池电压测量值,等于采集的第一校准点或第二校准点蓄电池电压控制器读数,其取值与其目标值相对应,在校准过程中不会发生变化;Ek—一个大于0的常量,不会发生变化,不需要采集;EZ1—一个大于0的常量,不会发生变化,不需要采集;EZ2—一个大于0的常量,不会发生变化,不需要采集;Knew—蓄电池电压系数新值,由计算获得;Znew—蓄电池电压零点新值,由计算获得;t—一个大于0的常量,关键校准点的蓄电池电压测量值的校正阈值;m—一个大于0的常量,关键校准点的蓄电池电压测量值的校正量;所述步骤3)中的检查新蓄电池电压参数,用于检查校准是否成功,由计算机(1)的软件来自动仿真检查,方法是:当校准后的蓄电池电压系数新值Knew和零点新值Znew确定后,首先计算关键校准点的蓄电池电压仿真值与目标值的偏差;再计算非关键校准点的蓄电池电压仿真值与目标值的偏差;若两个校准点的仿真偏差均在规定范围内,即-Euk≤((10*Ukmea+Zold)*Knew/Kold-Znew)/10-Uktarg≤Euk-Eu≤((10*Umea+Zold)*Knew/Kold-Znew)/10-Utarg≤Eu则校准后的精度满足要求,检查通过,否则不通过;式中:((10*Ukmea+Zold)*Knew/Kold-Znew)/10—关键校准点的蓄电池电压仿真值;Uktarg—关键校准点的蓄电池电压目标值;((10*Umea+Zold)*Knew/Kold-Znew)/10—非关键校准点的蓄电池电压仿真值;Utarg—非关键校准点的蓄电池电压目标值;Euk—关键校准点允许的最大绝对误差,是大于0的常量;Eu—非关键校准点允许的最大绝对误差,是大于0的常量。3.根据权利要求1所述的光伏控制器校准方法,其特征在于:所述步骤4)中的采集第一校准点和第二校准点光伏电压控制器读数的方法,包括:a)采集第一校准点光伏电压控制器读数:由计算机(1)经通信器(6)向校准电源(2)发命令设置其电压为第一校准点电压,再向待校准的光伏控制器发命令读取其光伏电压,连续读取N次,如果读取的光伏电压值相同,则停止读取,认为读取成功,继续执行后续工作;如果在连续读取过程中,读取到的光伏电压值发生变化,则一直读取下去,直到最后连续读取N次的光伏电压值相同为止,并认为读取成功,继续执行后续工作;如果一直无法满足最后连续读取N次的光伏电压值相同的条件,则连续读取次数达到M次时也停止读取,并取最后P次读取的光伏电压的平均值作为读取的光伏电压值,也认为读取成功,继续执行后续动作;如果没有接收到返回结果,读取不到光伏电压值,则表示读取光伏电压失败,停止执行后续动作;b)采集第二校准点光伏电压控制器读数:由计算机(1)经通信器(6)向校准电源(2)发命令设置其电压为第二校准点电压,再向待校准的光伏控制器发命令读取其光伏电压,连续读取N次,如果读取的光伏电压值相同,则停止读取,认为读取成功,继续执行后续工作;如果在连续读取过程中,读取到的光伏电压值发生变化,则一直读取下去,直到最后连续读取N次的光伏电压值相同为止,并认为读取成功,继续执行后续工作;如果一直无法满足最后连续读取N次的光伏电压值相同的条件,则连续读取次数达到M次时也停止读取,并取最后P次读取的光伏电压的平均值作为读取的光伏电压值,也认为读取成功,继续执行后续动作;如果没有接收到返回结果,读取不到光伏电压值,则表示读取光伏电压失败,停止执行后续动作;所述步骤4)中的计算新光伏电压参数,旨在计算出光伏电压系数新值Knew和零点新值Znew,全部计算过程由计算机(1)执行,首先计算第一校准点和第二校准点的光伏电压误差:如果误差在规定的范围内,则光伏电压控制器读数精度符合要求,不需要对光伏电压参数进行调整;当误差超出规定的范围时,则需要对光伏电压参数进行调整,即校准,先用规定的校准算法计算出新的系数和零点,校准算法是以第一校准点电压和第二校准点电压两者之间为大者,作为关键校准点,当关键校准点的正误差大于校正点t时,需要先对读取的光电压值进行校正,校正量为+m,计算新光伏电压参数的校准算法包括以下步骤:a)先令Znew=Zold值,若(Ukmea-Uktarg)值大于t,则令Ukmea加上m校正量,然后计算出“(Uktarg/Ukmea)*Kold-Kold”算式[1]值,若其绝对值小于等于Ek值,则执行步骤b),否则,则执行步骤c);b)计算出“10*Uktarg*Kold/(10*Ukmea+Zold)”算式[2]值,并令Knew值等于算式[2]的值,然后执行步骤d);c)令Knew=Kold值,然后执行步骤d);d)计算出“(10*Umea+Zold)*Knew/Kold-10*Utarg”算式[3]值,若其值不小于0且不大于EZ1值,则执行步骤e),否则,执行步骤f);e)先令Znew值等于步骤d)中计算的算式[3]的值,再计算“10*Uktarg*Knew/(10*Uktarg-Znew)”算式[4]值,并令Knew值等于算式[4]的值,然后执行步骤g);f)计算“Kold*(Uktarg-Utarg)/(Ukmea-Umea)”算式[5]值,并令Knew值等于算式[5]的值,然后执行步骤i);g)重新计算出“(10*Umea+Zold)*Knew/Kold-10*Utarg”算式[3]值,若其值大于EZ2值,则执行步骤h),否则,执行步骤i);h)计算出“Kold*(Uktarg-Utarg)/(Ukmea-Umea)”算式[5]值,并令Knew值等于算式[5]的值,再重新计算出“(10*Umea+Zold)*Knew/Kold-10*Utarg”算式[3]值,并令Znew值等于算式[3]的值,然后执行步骤i);i)已获得Knew新值和Znew新值,算法结束;式中:Kold—光伏电压系数旧值,已由读取光伏电压参数步骤获得;Zold—光伏电压零点旧值,已由读取光伏电压参数步骤获得;Uktarg—关键校准点的光伏电压目标值,等于第一校准点电压和第二校准点电压之间的较大的值,在校准过程中不会发生变化;Ukmea—关键校准点的光伏电压测量值,等于采集的第一校准点或第二校准点光伏电压控制器读数,其取值与其目标值相对应,在校准过程中不会发生变化;Utarg—非关键校准点的光伏电压目标值,等于第一校准点电压和第二校准点电压之间的较小的值,在校准过程中不会发生变化;Umea—非关键校准点的光伏电压测量值,等于采集的第一校准点或第二校准点光伏电压控制器读数,其取值与其目标值相对应,在校准过程中不会发生变化;Ek—一个大于0的常量,不会发生变化,不需要采集;EZ1—一个大于0的常量,不会发生变化,不需要采集;EZ2—一个大于0的常量,不会发生变化,不需要采集;Knew—光伏电压系数新值,由计算获得;Znew—光伏电压零点新值,由计算获得;t—一个大于0的常量,关键校准点的光伏电压测量值的校正阈值;m—一个大于0的常量,关键校准点的...
【专利技术属性】
技术研发人员:邓绍根,范劲钟,朱淑君,
申请(专利权)人:中科恒源科技股份有限公司,
类型:发明
国别省市:北京;11
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