本发明专利技术公开了一种基于功率控制的太阳能和CT混合蓄能供电装置，该装置中的太阳能光伏电池组件将太阳能转化成电能，并通过升压充电电路向蓄电池充电；三相主回路电流经电流互感器、整流稳压模块变换后，作为蓄电池的另一路能量来源，补偿长时间阴雨天气造成的太阳能充电的不足。充电控制器采集蓄电池电压和电流、光伏组件输出电压和电流，执行基于最大功率传输的充电控制策略，实现蓄电池的快速充电，防止过充过放。该装置充分利用清洁能源和线路电流能量，在较大的环境变化以及母线电流范围内能提供24V额定电压，5W以上功率，并跟踪最大功率传输点，提高充电效率，而且在线路电流过大时，避免发生铁心饱和发热现象，解决户外10KV柱上开关智能控制器供电问题，取代电压互感器取电方式，减小了柱上开关的重量和体积。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种复合能源的供电装置，更特别地说，是指一种基于功率控制的太阳能和CT混合蓄能供电装置。该供电装置能够为户外IOkV柱上开关智能控制器进行供电。
技术介绍
随着社会经济和科学技术的迅速发展，电力系统的规模在不断扩大，各个行业对供电质量和供电可靠性的要求越来越高。配电网是面对最终用户的关键环节，IOkV馈电线的安全供电十分重要，针对IOkV柱上开关和箱式变电站的智能终端设备的投入使用，使得配电网的可靠性大大提高。目前终端设备多采用电压互感器取电方式，不利于减轻重量和体积，而且存在铁磁谐振的隐患。为了保障智能终端设备的不间断供电，设计应用于户外IOkV柱上开关的独立电源尤为重要。目前常用的供电方式有电容分压取电、电流互感器感应取电、太阳能电池以及激光供电等。电容分压式供电要求严格的过电压保护与电磁兼容设计，且输出功率有限；激光取电必须采取措施进行温度控制，且成本高，不利于IOkV配电网广泛使用；太阳能是利用最灵活，最可行的一种可再生能源，由于光伏电池输出具有非线性特点，能量转换效率较低而且容易受阴雨天气影响，在光强较弱的地区不能满足终端设备的正常耗电；对于线路电流取电方式，在母线电流不足的情况下，提供的功率非常有限，功率消耗较大的模块的实现即受到影响，而线路过流时必须解决变压器饱和发热问题。在专利申请号201120147436. 5，技术名称为“光磁互补型输配电线路在线监测系统通用独立供电装置”，该专利申请公开了利用太阳能电池与取电型电流互感器组成的在线监测系统通用的独立供电装置，但输出功率小(1W)，不足以支持智能装置的多种功能，而且缺少最大功率控制，太阳能和电流互感器均有不同程度的能量损失，不利于减小装置的重量和体积。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于功率控制的太阳能和CT混合蓄能供电装置，该装置充分利用太阳能与母线电流能量，通过充电控制策略，使得太阳能和电流互感器均能实现能量的最高效传输，防止出现过充过放，利于远方监控中心进行实时监测，延长电池使用寿命，实现在较大的环境变化以及母线电流范围内能提供24V额定电压，5W以上额定功率，满足户外IOkV柱上开关智能控制器的供电要求。本专利技术的一种基于功率控制的太阳能和CT混合蓄能供电装置，该装置包括有充电控制器(10)、整流稳压电路(20)、升压充电电路(30)、太阳能光伏电池组件(40)、铅酸免维护蓄电池(50)和电流互感器(60)；太阳能光伏电池组件(40)为充电控制器(10)和升压充电电路(30)提供光能转电倉泛U太阳能；电流互感器(60)输出的三相电流Isbs为升压充电电路(30)供电；所述三相电流I Sis包括有A相电流Ial，B相电流Ibl和C相电流Icl ；电流互感器(60)—方面将采集到的IOkV母线电流进行降流后输出三相电流Ias#，另一方面将所述三相电流ISis输出给整流稳压电路(20)；升压充电电路(30)依据充电控制器(10)输出的脉冲控制信号PWM启动光能转电能UMg是否向铅酸免维护蓄电池(50)充电； 整流稳压电路(20)依据充电控制器(10)输出的电流控制信号Iich3ci启动三相电流ISis是否向铅酸免维护蓄电池(50)充电；铅酸免维护蓄电池(50)输出蓄电池充电电压信号Ubattery和蓄电池充电电流信号Ibattery 给充电控制器(10)；充电控制器(10)依据充电控制策略对铅酸免维护蓄电池(50)进行充电控制。在本专利技术中，充电控制器(10)以单片机ATMEGA16L为核心，采集太阳能光伏电池组件(40)输出的太阳能输出电压Usolar和太阳能输出电流Istjlal 、铅酸免维护蓄电池(50)输出蓄电池充电电压信号Ubattwy和蓄电池充电电流信号Ibattwy，通过高速光耦6N137向升压充电电路(30)输出脉冲控制信号PWM，通过光耦TP521向整流稳压模块输出电流控制信号I1CH2O;指示灯报警电路对蓄电池过放欠压信号进行声光报警。本专利技术基于功率控制的太阳能和CT混合蓄能供电装置的优点在于①本专利技术混合蓄能供电装置采用太阳能和电流互感器CT敏感母线电流作为能量输入，然后通过充电控制器的控制方式为柱上开关控制器提供电能，这种混合储能方式保证了柱上开关的正常工作；同时为柱上开关控制器提供不间断的独立电源。②本专利技术对充电进行不同能量的控制方式，充分考虑了环境变化以及母线电流变化对铅酸免维护蓄电池影响。防止铅酸免维护蓄电池的过充或欠压。③本专利技术采用单片机的编程形式对太阳能变步长最大功率进行跟踪，实现太阳能最大能量的利用。④整流稳压电路对电流互感器敏感到的柱上开关母线电流进行先整流后稳压的处理，保证电流互感器的工作点在磁化曲线的接近膝点附近，然后输出能量给铅酸免维护蓄电池。此种方式的储能实现了对柱上开关母线能量的回收利用。⑤本专利技术混合蓄能供电装置取代了传统的电压互感器取电方式，改为一方面用电流互感器取电，另一方面用太阳能取电。避免了电压互感器的铁磁谐振隐患，同时减轻了柱上开关的重量，缩小了柱上开关的体积。附图说明图I是本专利技术基于功率控制的太阳能和CT混合蓄能供电装置的结构框图。图2是本专利技术升压充电电路的电路原理图。图3是本专利技术电流互感器的三相电流输出示意图。图4是本专利技术整流稳压电路的电路原理图。图5是本专利技术充电控制器的结构框图。具体实施例方式下面将结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。参见图I、图5所示，本专利技术是一种基于功率控制的太阳能和CT混合蓄能供电装置，该装置包括有充电控制器10、整流稳压电路20、升压充电电路30、太阳能光伏电池组件40、铅酸免维护蓄电池50和电流互感器60 ；所述电流互感器60是一种具有三相主回路电流的互感器；太阳能光伏电池组件40为充电控制器10和升压充电电路30提供光能转电能U太阳能；电流互感器60 —方面将采集到的IOkV母线电流进行降流后输出三相电流I另一方面将所述三相电流I Sis输出给整流稳压电路20 ；升压充电电路30依据充电控制器10输出的脉冲控制信号PWM启动光能转电能U 能是否向铅酸免维护蓄电池50充电；整流稳压电路20依据充电控制器10输出的电流控制信号Iich3q启动三相电流I互is是否向铅酸免维护蓄电池50充电；铅酸免维护蓄电池50输出蓄电池充电电压信号Ubattery和蓄电池充电电流信号Ibattery 给充电控制器10;充电控制器10依据充电控制策略对铅酸免维护蓄电池50进行充电控制。在本专利技术中，对铅酸免维护蓄电池50的充电采用了太阳能和感应电能，当遇长时间阴雨天气造成的太阳能充电的不足时，采用感应电能充电，有效保证了户外IOKV柱上开关控制器的正常工作。(一)太阳能光伏电池组件40太阳能光伏电池组件40输出的光能转电能能够为充电控制器10和升压充电电路30供电。所述光能转电能Uicratg包括有太阳能输出电压Usolar和太阳能输出电流ISoial ，光遗转电遗米用集合形式表达为U太阳能 (Usoiar，Is0Iar)'。在本专利技术中，太阳能光伏电池组件40使用单晶硅材料，开路电压22V，短路电流0. 66 A，工作电压18V，额定功率10W，尺寸为355mmX 250mmX 25mm。(二)电流互感器60参见图3所示，电流互感器6本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于功率控制的太阳能和CT混合蓄能供电装置，其特征在于：该装置包括有充电控制器（10）、整流稳压电路（20）、升压充电电路（30）、太阳能光伏电池组件（40）、铅酸免维护蓄电池（50）和电流互感器（60）；电流互感器（60）一方面将采集到的10kV母线电流进行降流后输出三相电流I互感器，另一方面将所述三相电流I互感器输出给整流稳压电路（20）；升压充电电路（30）依据充电控制器（10）输出的脉冲控制信号PWM启动光能转电能U太阳能是否向铅酸免维护蓄电池（50）充电；整流稳压电路（20）依据充电控制器（10）输出的电流控制信号I10？30启动三相电流I互感器是否向铅酸免维护蓄电池（50）充电；铅酸免维护蓄电池（50）输出蓄电池充电电压信号Ubattery和蓄电池充电电流信号Ibattery给充电控制器（10）；充电控制器（10）依据充电控制策略对铅酸免维护蓄电池（50）进行充电控制。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：武建文，史岩华，唐伟，张路明，廉世军，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，珠海市可利电气有限公司，
类型：发明
国别省市：
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