从光伏板对电池组进行充电的方法技术

一种从至少一个光伏板(1，2)对至少一个蓄电池组(4)进行充电的方法。光伏板(1，2)在每个时间点(Δt)处生成瞬时电功率(P

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】从光伏板对电池组进行充电的方法


[0001]从光伏板对电池组(battery)进行充电的方法涉及清洁电力来源的应用领域，在这种情况下，基于借助于光伏电池(cell)以及使用该光伏电池对电池组进行再充电的方法来获得电力。

技术介绍

[0002]获得绿色电力的方法之一是利用太阳的光，并且将光能转化为电能。以这种方式生成的电能借助于配电系统供应到电器或蓄电池组。为了向普通家用电器供应交流电，有必要添加逆变器，该逆变器将直流电能转换成具有与配电系统相同的幅度和频率的交流电压。
[0003]在其中光伏板和蓄电池组直接连接或经由分离的二极管连接的简单电路中从光伏板对蓄电池组进行充电是只有在蓄电池组的充电电压略低于光伏板的最佳操作电压且各个蓄电池组电池抵抗过度充电(例如在具有浸没式电极的镍镉(NiCd)蓄电池组中)的特殊情况下才有可能。传统的现代系统允许使由光伏电力板供应的功率最大化并且防止蓄电池组电池过度充电，在光伏板侧上配备有最大功率监测器并且蓄电池组的各个电池配备有防止它们过度充电的平衡器。光伏板和蓄电池组电池经由可控转换器互连，允许将在一定电压下从光伏板供应给其输入的功率转换为输出，其中输出功率以与蓄电池组的充电相对应的电压取得。可控转换器的输入电路中的电压电平和电流电平由最大功率监测器进行控制，使得光伏板在给定其操作的当前条件下输送最大功率。
[0004]用于调节电流的幅度并且消除其波动的最常用方法是使用基于DC/AC变压器和DC/DC变压器的转换器，即，将直流电(DC)转换为交流电(AC)的单元或将直流电(DC)的参数转换为另一直流电的单元。这种设备的示例是根据文献CN 106786729的设备。它是一种用于转换电流和存储能量的设备以及一种用于控制能量流的方法。电流转换和能量存储设备包括：用于蓄电池组的双向DC/AC转换器单元、用于超级电容器的双向DC/AC转换器单元、控制单元、能量管理设备、以及光伏板形式的各个光伏单元。控制单元被设计用于对蓄电池组进行充电和放电、用于对超级电容器进行充电和放电、以及用于控制电流负荷。系统功率波动的平衡是通过使用单相逆变器根据系统的能量流动状态而转移峰值负荷来实现的。该设备具有较少的功率开关器件，因此实现了在开关期间的较低的能量损失和高质量的功率输出。这种设备的缺点是：尽管它相对简单，但使用了DC/AC转换系统和AC/DC转换系统，这给系统带来了相当大的能量损失。
[0005]为了本申请的目的，电器是任何电气设备，对于电器的操作，需要未指定电压或电流以及因此未指定功率、以及未指定相位的幅度的电能，其中该电气设备消耗所供应的电功率用于其操作。
[0006]为了本申请的目的，电池组或蓄电池组被认为是能够以两种或更多种物质或元素的化学反应形式长期存储电能的任何电能的来源。此外，电池组通常具有几个互连的电池。
[0007]如文献FR 2485827中所提出的，微处理器优选地被用于控制功率调制、用于感测
来自光伏源的信号以及来自电池组或电路的信息。这种解决方案的主要缺点是它的相对复杂性和能量损失，当微处理器取代了更大的电气元件组时，但控制过程没有以任何形式发生改变。
[0008]文献CZ 308050描述了一种用于从由光伏板形成的光伏发电机对蓄电池组进行充电的设备，其中蓄电池组的每个充电电池具有其自己的可控转换器，该可控转换器的功率输入连接到光伏发电机的输出。与感测蓄电池组电池的充电电压和电流的电压传感器和电流传感器连接的控制电路连接到可控逆变器的控制端口。控制电路还连接到由DC放大器的输出组成的充电器控制电路的输出，该充电器控制电路从电阻连接到网络，并且该充电器控制电路将在光伏发电机的输出处的当前电压与控制电压进行比较。这个电压是根据由传感器的硅二极管上的电压降生成的电压的温度分量之和生成的。硅二极管被布置在光伏发电机的光伏板上，并且连接到恒定电流源、连接到具有带电阻器的反馈电阻分压器的校正DC放大器、以及连接到补偿偏置源。由两个与参考二极管串联的电阻器并联连接而形成的非线性负载上的电压的电流分量被连接到感测光伏板，该感测光伏板被定位成使得其光等级与光伏发电机的光伏板相同。这种解决方案的主要缺点是其操作的原理是基于将输出调节电流分配到再充电的蓄电池组的各个电池中的管理原理，这基本上取代了标准电池管理系统(BMS)的操作。因此，有必要重复感测蓄电池组的各个电池的参数和状态，这导致了更大的复杂性以及更大量的部件和布线用在蓄能器与这种设备之间。正如假设的那样，蓄电池组具有不同的运行状况以及不同的所产生的电流充电和电流充电能力。然而，这种系统与光伏板一起工作，或与结合到光伏发电机中的光伏板组一起工作，这种系统具有与一个单元相同的参数，即，它不允许优化使用具有不同的尺寸和输出参数的光伏板系统、或各种照射的光伏板的组件等。
[0009]光伏板的功率以瓦特
‑
峰值(Wp)给出。它是光伏板在实验室中(即，理想的照射条件下)的额定功率。标准测试条件(STC)是使得能量垂直入射到光伏板上并且具有值E＝1kW/m2、大气透明度Am＝1.5以及电池温度T＝25℃。因此，包括几个光伏板的光伏系统的输出功率取决于太阳辐射的强度和其他情况。更多的太阳辐射意味着更高的光伏板的功率输出。损失可能是由模块的非理想取向、高温、模块的不良性能、污染、以及DC到AC转换引起的。
[0010]本专利技术的目的是提供一种从光伏板对蓄电池组进行充电的方法，该方法是仅基于来自光伏板的输出电流的管理原理，这允许将几个光伏板轻松连接到蓄电池组的一个DC母线。对于这种从光伏板对蓄电池组进行充电的方法，有多少光伏板连接到系统，甚至输出参数是什么，都不是关键的。因此，该方法将对蓄电池组的各个电池组电池的详细状态不进行处理，而仅对蓄电池组作为整体的充电电流的需要进行处理，而蓄电池组中的电流的进一步分配已经由蓄电池组的控制系统进行控制，该控制系统目前在每个智能蓄电池组的矩阵中都有。这种方法将始终根据要充电的蓄电池组的要求确保最佳充电电流，而任何连接的光伏板的参数或它们的组合不是关键的。

技术实现思路

[0011]通过这种从至少一个光伏板对至少一个蓄电池组进行充电的方法消除了从光伏板对蓄电池组进行充电的已知方法的缺点。根据该方法，光伏板生成变化的电功率，该电功
率的幅度主要取决于光伏板的类型和功率设计参数，以及取决于入射太阳辐射的强度。可以说光伏板的电功率随时间而变化。因此，光伏板在每个时间点都会生成瞬时电功率。这种瞬时电功率在转换器中被转换为充电电流。该充电电流通过直流传输线传输到要被充电的至少一个蓄电池组。这种电流对蓄电池组进行充电。同时，在每个时间点处对光伏板的瞬时电功率的值和蓄电池组的最大可能充电电压的值进行连续监测。同时，根据公式来将在每个时间点处的光伏板的瞬时电功率连续转换为最佳充电电流。这种最佳充电电流被直接用于对蓄电池组进行充电。同时，光伏板的瞬时电功率在每个时间点处被连续调节为最大值。同时，调节后的瞬时电功率被连续转换为最佳充电电流，该最佳充电电流没有超过瞬时最大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种从至少一个光伏板(1，2)对至少一个蓄电池组(4)进行充电的方法，其中，所述光伏板(1，2)在每个时间点(Δt)处生成瞬时电功率(P
Δt
)，所述瞬时电功率(P
Δt
)在连接到所述光伏板(1，2)的转换器(6)中被转换为充电电流，所述充电电流经由DC电力线(3)被传输到至少一个被充电的蓄电池组(4)以进行充电，其特征在于：a)在每个时间点(Δt)处对所述光伏板(1，2)的瞬时电功率(P
Δt
)的值和所述蓄电池组(4)的最大可能充电电压(U
bat.
)的值进行连续监测，b)在每个时间点(Δt)处，根据公式来将所述光伏板(1，2)的瞬时电功率(P
Δt
)连续转换为最佳充电电流(I
opt.
)，其中，使用所述最佳充电电流(I
opt.
)来对所述蓄电池组(4)进行充电，c)在每个时间点(Δt)处，将所述光伏板(1，2)的瞬时电功率(P
Δt
)连续调节为最大值，而且同时使连续转换后的最佳充电电流(I
opt.
)满足条件：并且同时满足条件I
opt.
≤I
max....

【专利技术属性】
技术研发人员：格里戈里，
申请(专利权)人：MGM康博有限责任公司，
类型：发明
国别省市：