智能供电逆变装置和控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种智能供电逆变装置，包括充电控制器、电流检测器、ＤＣ－ＡＣ转换控制器、ＣＰＵ控制模块、电力切换器、ＡＣ－ＤＣ转换控制器和商用电力充电开关。本发明专利技术还公开了智能供电逆变装置的控制方法，能根据用电器的所需电力以及太阳能电池和蓄电池实时所提供的电力水平，对不足部分的电力自动进行补充，在一定的条件下，可自动切换到直接使用商用电力进行供电的工作模式，并且当太阳能电池和蓄电池所提供的电力回升到一定的水平时，又能自动恢复到太阳能电池和蓄电池以及商用电力同时运行的工作模式。对于因占地面积的限制，不能设置大量的太阳能电池的楼房住户，本发明专利技术提供了一个非常合理并充分、高效地使用清洁能源的手段。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及供电电源的交直流互变和输出控制及太阳能电池和蓄电池的有效利 用领域，尤其涉及一种智能节能型供电逆变控制装置及其控制方法。
技术介绍
逆变器是一种电源转换装置，可将直流电转换成符合一般家用电器所需的交流 电。随着工农业生产和人民生活水平的提高，对电力的需求量也随之越来越大。同时人类 对环保重要性的认识的加强，要求更多地使用清洁能源减少污染。在太阳能及风能发电领 域，逆变器是必不可少的设备之一。但是，目前的智能供电逆变装置在通常情况下需要配备足够的太阳能电池或蓄电 池来提供电力，当太阳能电池和蓄电池电力不够时就不能保持大负荷的用电器的正常工 作，或者即使能让用电器短暂地维持工作但由于蓄电池容量的限制，当蓄电池的电压较低 时就要输出很大的电流使得蓄电池发热，这样往往缩短了蓄电池的使用寿命。有的智能供电逆变装置可以在用电量较小时通过太阳能电池和蓄电池供电，在用 电量较大时通过商用电力单独供电，这种结构没有对电能进行充分高效地利用。目前，还没 有一个智能供电逆变装置可以更充分、合理并高效地同时利用太阳能发电，蓄电池和商用 电力进行供电。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种智能供电逆变装置 及其控制方法，能更充分、合理并高效地同时利用太阳能、蓄电池和商用电力进行供电。在 通常情况下由太阳能电池，蓄电池和商用电力同时运行的方式给用电器供电，本装置能够 根据太阳能电池和蓄电池的输出电力情况调整商用电力的供给，并参考装置自身的综合效 率，在太阳能电池和蓄电池的输出电力不足时，切换到商用电力直接供电。当蓄电池充满电 或太阳能电池的输出功率达到一定的水平时，再切换到太阳能电池、蓄电池和商用电力同 时运行的工作模式进行供电。本专利技术的技术方案是一种智能供电逆变装置，包括充电控制器、电流检测器、CPU 控制模块、DC-AC转换控制器，还包括电力切换器、AC-DC转换控制器和商用电力充电开关； AC-DC转换控制器的输出端经由商用电力充电开关连接所述DC-AC转换控制器的第一输入 端，所述电力切换器的输出端连接用电器，输入端为连接商用电力的A端口或连接DC-AC转 换控制器输出端的B端口 ；所述CPU控制模块根据太阳能电池和蓄电池的实时输出电力水 平和装置固有综合效率指数的乘积与用电器正常工作所需电力的关系，控制电力切换器的 输入端在A端口和B端口之间切换。本专利技术的智能供电逆变装置的更详细的技术方案是本供电智能供电逆变装置引入了商用电力作为对太阳能电池和蓄电池的输出电 力不足的补充，并依据太阳能电池和蓄电池的实时输出电力水平和装置固有综合效率指数的乘积与用电器正常工作所需电力的关系，在太阳能电池和蓄电池以及商用电力同时运行 的工作模式和直接使用商业电力的工作模式之间智能地进行切换；用电器正常工作所需 电力为Y，太阳能和蓄电池提供的电力为X，所述智能供电逆变装置固有的综合效率指数为 p，则CPU控制模块在条件￥< p 满足时控制电力切换器的开关切换到B端口，使所述 DC-AC转换控制器的输出给用电器供电，工作在“太阳能电池和蓄电池以及商用电力同时运 行”的模式，所述CPU控制模块将根据太阳能电池和蓄电池实时所提供的电力水平，调节所 述AC-DC转换控制器的电力输出，对太阳能电池和蓄电池供应的不足的电力部分自动进行 补充；控制模块在条件￥> p 满足时，控制电力切换器的开关切换到a端口，直接使用 商用电力对用电器供电，工作在“直接使用商用电力”的模式，并且当太阳能电池和蓄电池 所提供的电力回升到满足条件￥< p 时，CPU控制模块又将电力切换器的开关切换到 B端口，自动恢复到“太阳能电池和蓄电池以及商用电力同时运行”的工作模式。具体实现 时，根据电流的大小关系来进行切换电力切换器的输入端在ide < p (ipv+ibt)时是连接 DC-AC转换控制器输出的B端口，在p (IPV+IBT)时是连接商用电力的A端口，其中 IDC为商用电力经由AC-DC转换控制器输出的电流，IPV为太阳能电池的输出电流，IBT为蓄电 池的输出电流，P为所述智能供电逆变装置固有的综合效率指数。所述商用电力充电开关有C和D两个端口，当拨向C端口时，AC-DC转换控制器连 接所述充电控制器的第一输入端，当连接D端口时，AC-DC转换控制器连接所述DC-AC转换 控制器的第一输入端；在所述智能供电逆变装置正常工作时，AC-DC转换控制器连接充电 开关的D端口。所述智能供电逆变装置还包括温度传感器，所述CPU控制模块接收来自温度传感 器的蓄电池温度信息，并根据该温度信息，在蓄电池充电时控制充电控制器的输出电流，从 而调节蓄电池的充电电流，或在蓄电池放电时控制AC-DC转换控制器的输出电流，进而调 节蓄电池的放电电流。 所述CPU控制模块上备有通信接口，和计算机相连，用于设定智能供电逆变装置 的工作参数和输出智能供电逆变装置的工作状态及履历。本专利技术还公开了基于上述智能供电逆变装置的控制方法，CPU控制模块实时对太 阳能电池和蓄电池的实时输出电力IPV+IBT和智能供电逆变装置固有的综合效率指数P的 乘积与商用电力输出的电力IDC的关系进行比较判断，控制所述智能供电逆变装置在太阳 能电池、蓄电池以及商用电力同时供电的工作模式和直接使用商业电力供电的工作模式之 间进行切换，具体为当CPU控制模块判断IDC≥P (IPV+IBT)时，控制电力切换器的输入端切换到连接 商用电力的A端口，由商业电力为用电器供电；当CPU控制模块判断IDC < p (IPV+IBT)时，控制电力切换器的输入端切换到连 接DC-AC转换控制器输出端的B端口，由太阳能电池、蓄电池以及商用电力同时为用电器供电 o本专利技术智能供电逆变装置的控制方法的更详细的技术方案是所述智能供电逆变装置的控制方法还包括以下步骤CPU控制模块接收并根据来 自温度传感器的蓄电池温度信息，在蓄电池充电状态控制充电控制器的输出电流，或在蓄电池放电状态控制AC-DC转换控制器的输出电流。所述智能供电逆变装置的控制方法还包括以下步骤CPU控制模块对蓄电池的电 压VBT进行监控，当VBT彡蓄电池放电下限电压Vmin时，CPU控制模块控制电力切换器的输入 端切换到A端口；当VBT >蓄电池充电饱和电压V_时，CPU控制模块控制电力切换器的输 入端切换到B端口。所述智能供电逆变装置的控制方法还包括以下步骤设置蓄电池在一定时间段内 的平均充电电流上限1_。和平均放电电流的上限1_，且CPU控制模块对蓄电池的电流IBT 进行监控；当IBT > 1_。时，CPU控制模块控制充电控制器，限制充电控制器的最大输出充电 电流，当蓄电池放电电流IBT ^ 时，CPU控制模块控制AC-DC转换控制器，增大AC-DC转 换控制器的输出电流。本专利技术的优点是1.可以利用太阳能电池、蓄电池和商用电力同时进行供电，使超过蓄电池、太阳能 电池所能提供的电力的大功率用电器也能正常工作。2.在大负荷的用电器工作情况下，减轻了蓄电池的负担，可以延长电池的使用寿 命。3.在太阳能电池和蓄电池以及商用电力同时运行的工作模式时，自动根据蓄电池 的电力的情况，实时调节本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能供电逆变装置，包括充电控制器（２）、电流检测器（３）、ＣＰＵ控制模块（４）、ＤＣ－ＡＣ转换控制器（５），其特征在于：还包括电力切换器（６）、ＡＣ－ＤＣ转换控制器（７）和商用电力充电开关（８）；ＡＣ－ＤＣ转换控制器（７）的输出端经由商用电力充电开关（８）连接所述ＤＣ－ＡＣ转换控制器（５）的第一输入端，所述电力切换器（６）的输出端连接用电器（１３），输入端为连接商用电力（１２）的Ａ端口或连接ＤＣ－ＡＣ转换控制器（５）输出端的Ｂ端口；所述ＣＰＵ控制模块（４）根据太阳能电池和蓄电池的实时输出电力水平和装置固有综合效率指数的乘积与用电器正常工作所需电力的关系，控制电力切换器（６）的输入端在Ａ端口和Ｂ端口之间切换。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈立新，孙国圣，
申请(专利权)人：陈立新，孙国圣，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]