CN103476181A - 太阳能路灯与市电备用电源集成的方法 - Google Patents

太阳能路灯与市电备用电源集成的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及太阳能路灯与市电备用电源集成的方法，包括：光伏控制器上电启动，同时，市电备用子系统工作；光伏控制器判断是否天亮，若判断结果为是，进入蓄电池充电管理子系统，否则，进入蓄电池放电管理子系统；同时，当出现蓄电池端电压小于临界最低点电压时，开关电源自动对蓄电池补偿充电，否则，开关电源待机。本发明因市电与蓄电池相并联，可以确保蓄电池的荷电状态永不低于系统设计期望，可以解决太阳能路灯系统中蓄电池深度发电问题，延长系统寿命；本发明可以实现蓄电池维修保养期间路灯系统不间断供电，由于市电与蓄电池是通过隔离二极管相连构成并联供电，在蓄电池缺位情况下，系统利用市电继续工作。

Description

太阳能路灯与市电备用电源集成的方法
技术领域
本发明涉及太阳能路灯电气控制系统领域，尤其是一种太阳能路灯与市电备用电源集成的方法。  
背景技术
目前市场上市电互补光伏控制器以及由其所组成的太阳能路灯系统的基本工作原理为：一方面，通过光伏控制器将白天的光伏电力储存于蓄电池，夜间由光伏控制器将蓄电池的储能供给负载使用；另一方面，在蓄电池电力不足的情况下，由光伏控制器将经AC-DC开关电源转换后的市电切换给负载供电，具体控制策略为：在光伏控制器检测到蓄电池电压下降到预设的市电切换点时，将负载用电电源自动切换到市电，如图1所示。       
上述这类系统存在缺陷是：因为有市电互补，为了减少投资，通常该系统并不考虑连续阴雨天，即在阴雨天气条件下由市电给予补充，但这种补充仅仅针对的是对负载供电的连续性、可靠性，并未考虑对蓄电池的耗电进行补充，而实际系统在使用过程中，连续阴雨天等因素常常出现，致使蓄电池充电不足，即当市电切换时蓄电池电力已不足，加上蓄电池自耗电以及控制电路辅助供电等长时间小电流放电，终将导致蓄电池深度放电，从而大大影响蓄电池使用寿命，极端情况下，会出现蓄电池电压低于控制系统最低工作电压，致使系统完全失效。
发明内容
本发明的目的在于提供一种避免蓄电池深度放电、延长蓄电池和控制系统的寿命的太阳能路灯与市电备用电源集成的方法。 
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：太阳能路灯与市电备用电源集成的方法，该方法包括下列顺序的步骤：
（1）光伏控制器上电启动，同时，市电备用子系统工作；
（2）光伏控制器判断是否天亮，若判断结果为是，进入蓄电池充电管理子系统，否则，进入蓄电池放电管理子系统；同时，当出现蓄电池端电压小于临界最低点电压时，开关电源自动对蓄电池补偿充电，否则，开关电源待机。
进入蓄电池充电管理子系统后，光伏控制器判断是否对蓄电池充满电，若判断结果为是，则停止对蓄电池充电；否则，继续对蓄电池充电，并实时判断是否对蓄电池充满电。
进入蓄电池放电管理子系统后，光伏控制器判断是否满足开启太阳能路灯的条件，若满足，则开启太阳能路灯，否则，返回继续判断；开启太阳能路灯后，光伏控制器判断是否满足关闭太阳能路灯的条件，若满足，则关闭太阳能路灯，否则，不动作。
所述蓄电池放电电压为V1，所述临界最低点电压为V2-V3，其中V2为开关电源的输出电压，V3为隔离二极管的正相导通压降，当出现蓄电池端电压V1小于临界最低点电压V2-V3时，开关电源自动对蓄电池补偿充电，否则，开关电源待机。
所述市电备用子系统为开关电源，其由220V市电供电。
所述开启太阳能路灯的条件是指，外界光强下降到光伏控制器设定值，光伏控制器开启太阳能路灯；所述关闭太阳能路灯的条件是指，外界光强上升到光伏控制器设定值或太阳能路灯连续工作时间满足预设条件，光伏控制器关闭太阳能路灯。
所述开关电源的正极输出端与隔离二极管的阳极相连，隔离二极管的阴极与蓄电池的正极相连，开关电源的负极输出端与蓄电池的负极相连，蓄电池的正、负极接光伏控制器的蓄电池接入端，光伏控制器的组件接入端与光伏组件相连，光伏控制器的负载接入端与太阳能路灯相连。
由上述技术方案可知，本发明因市电与蓄电池相并联，可以确保蓄电池的荷电状态永不低于系统设计期望，可以解决太阳能路灯系统中蓄电池深度发电问题，延长系统寿命；本发明可以实现蓄电池维修保养期间路灯系统不间断供电，由于市电与蓄电池是通过隔离二极管相连构成并联供电，在蓄电池缺位情况下，系统利用市电继续工作；本发明可减少系统硬件投资，具有经济性。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图。
图2是本发明的方法流程图。
图3是图1中充电管理子系统的方法流程图。
图4是图1中放电管理子系统的方法流程图。
图5是本发明的结构示意图。
具体实施方式
太阳能路灯与市电备用电源集成的方法，该方法包括下列顺序的步骤：（1）光伏控制器2上电启动，同时，市电备用子系统工作；（2）光伏控制器2判断是否天亮，若判断结果为是，进入蓄电池6充电管理子系统，否则，进入蓄电池6放电管理子系统；同时，系统硬件电路自然实现如下功能：当出现蓄电池端电压小于临界最低点电压时，开关电源4自动对蓄电池6补偿充电，否则，开关电源4待机。如图2所示。
如图3所示，进入蓄电池6充电管理子系统后，光伏控制器2判断是否对蓄电池6充满电，若判断结果为是，则停止对蓄电池6充电；否则，继续对蓄电池6充电，并实时判断是否对蓄电池6充满电。
如图4所示，进入蓄电池6放电管理子系统后，光伏控制器2判断是否满足开启太阳能路灯3的条件，若满足，则开启太阳能路灯3，否则，返回继续判断；开启太阳能路灯3后，光伏控制器2判断是否满足关闭太阳能路灯3的条件，若满足，则关闭太阳能路灯3，否则，不动作。所述开启太阳能路灯的条件是指，外界光强下降到光伏控制器设定值，光伏控制器开启太阳能路灯；所述关闭太阳能路灯的条件是指，外界光强上升到光伏控制器设定值或太阳能路灯连续工作时间满足预设条件，光伏控制器关闭太阳能路灯。
如图2、5所示，所述蓄电池6端电压为V1，所述临界最低点电压为V2-V3，其中V2为开关电源4的输出电压，V3为隔离二极管5的正相导通压降，当出现蓄电池6端电压V1小于临界最低点电压V2-V3时，开关电源4自动对蓄电池6补偿充电，否则，开关电源4待机。所述市电备用子系统为开关电源4，其由220V市电供电。所述开关电源4的正极输出端与隔离二极管5的阳极相连，隔离二极管5的阴极与蓄电池6的正极相连，开关电源4的负极输出端与蓄电池6的负极相连，蓄电池6的正、负极接光伏控制器2的蓄电池接入端，光伏控制器2的组件接入端与光伏组件1相连，光伏控制器2的负载接入端与太阳能路灯3相连。
以下结合图2、3、4、5对本发明作进一步的说明。
在晴好天气条件下，由光伏控制器2将光伏组件1转换的直流电力储存于蓄电池6，待天黑需要照明时，由光伏控制器2将蓄电池6白天已储存的电力供给太阳能路灯3、点亮太阳能路灯3；
当出现阴雨天或光照不足时，储存于蓄电池6中的光伏电能小于太阳能路灯3所需能量，当蓄电池6放电过程端电压V1下降到临界电压点（V2-V3）时，系统自动由开关电源4供电，此时开关电源4承担如下负荷：a）继续为太阳能路灯3供电；b）保持对光伏控制器2不间断辅助供电，保持光控与时控工作连续性；c）对蓄电池6进行维护性涓流充电，保持蓄电池6SOD大于零，避免其因自放电等深度放电。
开关电源4（即市电）通过隔离二极管5实现与蓄电池6并联，当蓄电池6因放电出现其电压低于开关电源4输出时，系统自动由市电保证供电连续性，蓄电池6也因此得到最低限度维护性浮充电，从而达到本发明预期目的。
综上所述，本发明因市电与蓄电池6相并联，可以确保蓄电池6的荷电状态永不低于系统设计期望，可以解决太阳能路灯3系统中蓄电池6深度发电问题，延长系统寿命；本发明可以实现蓄电池6维修保养期间路灯系统不间断供电，由于市电与蓄电池6是通过隔离二极管5相连构成并联供电，在蓄电池6缺位情况下，系统利用市电继续工作；本发明可减少系统硬件投资，具有经济性。

Claims (7)

1.太阳能路灯与市电备用电源集成的方法，该方法包括下列顺序的步骤：
（1）光伏控制器上电启动，同时，市电备用子系统工作；
（2）光伏控制器判断是否天亮，若判断结果为是，进入蓄电池充电管理子系统，否则，进入蓄电池放电管理子系统；同时，当出现蓄电池端电压小于临界最低点电压时，开关电源自动对蓄电池补偿充电，否则，开关电源待机。
2.根据权利要求1所述的太阳能路灯与市电备用电源集成的方法，其特征在于：进入蓄电池充电管理子系统后，光伏控制器判断是否对蓄电池充满电，若判断结果为是，则停止对蓄电池充电；否则，继续对蓄电池充电，并实时判断是否对蓄电池充满电。
3.根据权利要求1所述的太阳能路灯与市电备用电源集成的方法，其特征在于：进入蓄电池放电管理子系统后，光伏控制器判断是否满足开启太阳能路灯的条件，若满足，则开启太阳能路灯，否则，返回继续判断；开启太阳能路灯后，光伏控制器判断是否满足关闭太阳能路灯的条件，若满足，则关闭太阳能路灯，否则，不动作。
4.根据权利要求1所述的太阳能路灯与市电备用电源集成的方法，其特征在于：所述蓄电池放电电压为V1，所述临界最低点电压为V2-V3，其中V2为开关电源的输出电压，V3为隔离二极管的正相导通压降，当出现蓄电池端电压V1小于临界最低点电压V2-V3时，开关电源自动对蓄电池补偿充电，否则，开关电源待机。
5.根据权利要求1所述的太阳能路灯与市电备用电源集成的方法，其特征在于：所述市电备用子系统为开关电源，其由220V市电供电。
6.根据权利要求3所述的太阳能路灯与市电备用电源集成的方法，其特征在于：所述开启太阳能路灯的条件是指，外界光强下降到光伏控制器设定值，光伏控制器开启太阳能路灯；所述关闭太阳能路灯的条件是指，外界光强上升到光伏控制器设定值或太阳能路灯连续工作时间满足预设条件，光伏控制器关闭太阳能路灯。
7.根据权利要求4所述的太阳能路灯与市电备用电源集成的方法，其特征在于：所述开关电源的正极输出端与隔离二极管的阳极相连，隔离二极管的阴极与蓄电池的正极相连，开关电源的负极输出端与蓄电池的负极相连，蓄电池的正、负极接光伏控制器的蓄电池接入端，光伏控制器的组件接入端与光伏组件相连，光伏控制器的负载接入端与太阳能路灯相连。
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