CN105656173B - 一种光油互补充电控制装置及其控制方法 - Google Patents

一种光油互补充电控制装置及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种光油互补充电控制装置及其控制方法，应用于光油互补充电控制系统。主要技术方案为由1微机控制光伏系统的MPPT充电、恒压充电，控制油机系统的充电和是否启动油机充电，并分别调节光伏充电和油机充电两种充电方式各自的充电功率。实现对电池的充电功率的进行实时、快速、准确的调节，提高电池寿命；在充电功率的控制过程中，以光伏充电为主，油机充电作为辅助充电，保证优先利用光伏能量，节省了油机的能量、提高了光伏的利用率；尤其是解决了在油机和光伏共同充电过程中，充电方式未加控制造成的系统优先利用油机能量将电池充满，而光伏还存在的能量无法利用的问题，或充电电流未加控制造成的蓄电池过流过充，缩短使用寿命的风险。

Description

一种光油互补充电控制装置及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种光伏和油机结合供电技术，具体涉及一种光油互补充电控制装置及其控制方法。
背景技术
目前光伏和油机结合供电的方式越来越多，主要应用于偏于山区、海岛等市电无法到达的地方，这些地方的通信基站等设施都需要直流电源，如通用的直流48V电源；光伏的使用为这些地方提供了很大的方便，但是光伏受天气影响比较大，不会时刻都有能量，这就需要有一种对光伏发电补充的能量，油机发电就是一种很好的补偿措施，因此光油互补发电作用越来越明显。
专利CN 101572428 B提出了的“一种光油互补供电系统的控制方法”，详细的讲述了光油互补充电的控制；但是系统中蓄电池组是非常重要的组成部分，同时为了保证蓄电池的使用寿命，其充电电流都有严格的要求，充电电流大了，对蓄电池的损坏肯定会很大，使用寿命会缩短；为了保证系统的不间断供电，极板的配置在最大功率情况下必须保证足够的能量充电和给负载供电，油机的配置同样需要保证在最大输出功率情况下能保证充电和给负载供电；这就会存在单独光伏或者单独油机充电时充电电流都过大的情况，或者光伏+油机充电时充电电流过大的情况，会对蓄电池带来损害，影响使用寿命，尤其是在光伏+油机充电过程中，光伏和油机都是各自为政，都在以各自的最大功率充电，如果不加以控制，结果就是即对蓄电池造成损害，同时又浪费了油机和光伏的能量。
发明内容
本发明目的是提供一种光油互补充电装置及其控制方法，对充电功率实时调节，提高蓄电池的使用寿命、节省油机的能量、充分利用光伏的能量。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种光油互补充电控制装置，应用于光油互补充电控制系统，所述光油互补充电控制系统包括光伏极板、DC/DC变换器、油机、AC/DC变换器、蓄电池以及负载，其特征在于：所述光油互补充电控制装置包括：一光伏充电控制器，所述光伏充电控制器包括第一减法器、第一PI控制器和第一PWM发生器；第一电流给定值Iref1与当前采样的光伏极板给蓄电池充电的第一充电电流Iout1经第一减法器后所得差值通过第一PI控制器进行PI算法调节后输出第一占空比给第一PWM发生器；第一PWM发生器用于输出第一驱动信号用于控制DC/DC变换器运行；所述光伏充电控制器通过调节所述第一电流给定值Iref1从而调节光伏极板给蓄电池充电的第一充电电流Iout1；一油机充电控制器，所述油机充电控制器包括第二减法器、第二PI控制器和第二PWM发生器；第二电流给定值Iref2与当前采样的油机给蓄电池充电的第二充电电流Iout2经第二减法器后所得差值通过第二PI控制器进行PI算法调节后输出第二占空比给第二PWM发生器；第二PWM发生器用于输出第二驱动信号用于控制AC/DC变换器运行；所述油机充电控制器调节通过所述第二电流给定值Iref2从而调节油机给蓄电池充电的第二充电电流Iout2；一充电仲裁单元，根据当前采样的光伏极板给蓄电池充电的第一充电电流Iout1、油机给蓄电池充电的第二充电电流Iout2和蓄电池充电电流Ibatt，输出用于调节所述第一电流给定值Iref1的第一限幅值Imax1或用于调节所述第二电流给定值Iref2的第二限幅值Imax2。
进一步的，所述光伏充电控制器还包括：第三、第四减法器；一MPPT单元，用于根据采样的光伏极板输出电压Udc和采样的光伏极板输出电流Idc以最大功率点跟踪算法计算出当前最大功率点跟踪时的第一电压给定值Uref1；第三PI控制器，用于将所述MPPT单元输出的第一电压给定值Uref1与所述光伏极板输出电压Udc经第三减法器后所得差值通过PI调节后输出第一电流参考值Ir1；一恒压给定单元，用于输出光伏极板恒压充电时的第二电压给定值Uref2；第四PI控制器，用于将所述第二电压给定值Uref2与采样的蓄电池电压Ubatt经第四减法器后所得差值通过PI调节后输出第二电流参考值Ir2；第一限幅单元，用于将所述第三PI控制器输出的第一电流参考值Ir1、所述第四PI控制器输出的第二电流参考值Ir2和所述充电仲裁单元输出的第一限幅值Imax1中的较小值作为所述第一电流给定值Iref1输入至所述第一减法器。
进一步的，所述油机充电控制器还包括：第五减法器；油机启停控制单元，用于将所述蓄电池电压Ubatt与预设的油机充电上阈值Umax和油机充电下阈值Umin进行比较，输出第三电压给定值Uref3；第五PI控制器，用于将所述第三电压给定值Uref3与所述蓄电池电压Ubatt经第五减法器后所得差值通过PI调节后输出第三电流参考值Ir3；第二限幅单元，用于将所述第五PI控制器输出的第三电流参考值Ir3与所述仲裁单元输出的第一限幅值Imax2中的较小值作为所述第二电流给定值Iref2输入至所述第二减法器。
本发明还提供一种基于上述光油互补充电控制装置的控制方法，具体如下：所述充电仲裁单元根据采样的蓄电池充电电流Ibatt、光伏极板给蓄电池充电的第一充电电流Iout1和油机给蓄电池充电的第二充电电流Iout2，输出第一限幅值Imax1用于调节光伏控制回路的输出信号，或输出第二限幅值Imax2用于调节油机控制回路的输出信号； 所述光伏控制回路包括第一电压控制环、第二电压控制环和第一电流控制环，所述第一电压控制环包括MPPT单元、第三减法器和第三PI控制器，所述第二电压控制环包括恒压给定单元、第四减法器和第四PI控制器，所述第一电流控制环包括第一减法器和第一PI控制器；所述光伏控制回路选取第一电压控制环输出的第一电流参考值Ir1、第二电压控制环输出的第二电流参考值Ir2和充电仲裁单元输出的第一限幅值Imax1中的较小值作为第一电流控制环的第一电流给定值Iref1，光伏极板给蓄电池充电的第一充电电流Iout1作为所述第一电流控制环的反馈，第一电流控制环输出第一占空比给第一PWM发生器，所述第一PWM发生器输出第一驱动信号驱动DC/DC变换器运行；所述油机控制回路包括第三电压控制环和第二电流控制环，所述第三电压控制环包括油机启停控制单元、第五减法器和第五PI控制器，所述第二电流控制环包括第二减法器和第二PI控制器；所述油机控制回路选取第三电压控制环输出的第三电流参考值Ir3和充电仲裁单元输出的第二限幅值Imax2中的较小值作为第二电流控制环的第二电流给定值Iref2，油机给蓄电池充电的第二充电电流Iout2作为第二电流控制环的反馈，第二电流控制环输出驱动占空比给第二PWM发生器，第二PWM发生器输出第二驱动信号驱动AC/DC变换器运行。
进一步的，所述光伏控制回路的控制方法如下：第一电压控制环将采样的光伏极板输出电压Udc和光伏极板输出电流Idc根据最大功率点跟踪算法计算出当前最大功率点跟踪时的第一电压给定值Uref1，将所述第一电压给定值Uref1减去当前光伏极板输出电压Udc得到光伏电压需要的调节量，将该调节量经第三PI控制器调节输出第一电流参考值Ir1；第二电压控制环将第二电压给定值Uref2减去当前蓄电池电压Ubatt，得到蓄电池电压需要的调节量，该调节量经第四PI控制器调节输出第二电流参考值Ir2；采用第一限幅单元选取所述充电仲裁单元输出的第一限幅值Imax1、所述第一电流参考值Ir1及所述第二电流参考值Ir2的较小值输出作为第一电流控制环的第一电流给定值Iref1；第一电流控制环将所述第一电流给定值Iref1减去当前光伏极板给蓄电池充电的第一充电电流Iout1，得到DC/DC变换器输出电流需要的调节量，该调节量经第一PI控制器调节输出第一占空比至第一PWM发生器，所述第一PWM发生器输出第一驱动信号驱动DC/DC变换器运行。
进一步的，所述油机控制回路的控制方法如下：第三电压控制环将采样的蓄电池电压Ubatt，经一油机启停控制单元输出第三电压给定值Uref3，将所述第三电压给定值Uref3减去当前蓄电池电压Ubatt得到油机充电电压需要的调节量；该调节量经第五PI控制器调节输出第三电流参考值Ir3，采用第二限幅单元选取所述充电仲裁单元输出的第二限幅值Imax2与所述第三电流参考值Ir3的较小值输出作为第二电流控制环的第二电流给定值Iref2；第二电流控制环将所述第二电流给定值Iref2减去当前油机给蓄电池充电的第二充电电流Iout2得到AC/DC变换器输出电流需要的调节量；该调节量经第二PI控制器调节输出第二占空比给第二PWM发生器，所述第二PWM发生器输出第二驱动信号驱动AC/DC变换器运行。
进一步的，所述油机启停控制单元控制方法如下：判断蓄电池电压Ubatt是否低于预设的油机充电下阈值Umin，当蓄电池电压Ubatt低于油机充电下阈值Umin时，则输出第三电压给定值Uref3，所述第三电压给定值Uref3值依次经第五减法器、第五PI控制器、第二限幅单元、第二减法器、第二PI控制器、第二PWM发生器输出驱动信号驱动所述AC/DC变换器运行；否则判断蓄电池电压Ubatt是否不高于预设的油机充电上阈值Umax，当蓄电池电压Ubatt不高于预设的油机充电上阈值Umax时，则维持所述AC/DC变换器运行，否则输出第三电压给定值U’ref3， 所述第三电压给定值U’ref3依次经第五减法器、第五PI控制器、第二限幅单元、第二减法器、第二PI控制器、第二PWM发生器使所述AC/DC变换器不运行。
进一步的，所述充电仲裁单元通过以下调节步骤：S1：所述充电仲裁单元判断当前采样的蓄电池充电电流Ibatt是否大于预设的最大充电电流Imax，是则执行S2，否则结束退出；S2：判断当前采样的第二充电电流Iout2是否大于0，是则执行S3，否则执行S5；S3：所述充电仲裁单元减小第二限幅值Imax2并输出给所述第二限幅单元，执行S4；S4：所述充电仲裁单元判断当前采样的蓄电池充电电流Ibatt是否大于预设的最佳充电电流Im，是则执行S2，否则结束退出；S5：所述仲裁单元减小第一限幅值Imax1并输出至第一限幅单元，执行S6；S6：所述充电仲裁单元判断当前采样的蓄电池充电电流Ibatt是否大于预设的最佳充电电流Im，是则执行S5，否则结束退出。
较佳的，所述第一限幅值Imax1及所述第二限幅值Imax2的初始值均为系统的最大允许值。
本发明将传统的油机充电器和光伏充电器独立控制设计为一个光油互补充电控制装置，由1块MCU或者DSP控制光伏系统的MPPT充电、恒压充电，控制油机系统的充电和是否启动油机充电，并分别调节光伏充电和油机充电两种充电方式各自的充电功率；系统的采样、信号、驱动都是由同一个MCU或者DSP完成，实现对电池的充电功率的进行实时、快速、准确的调节，不至于使电池有过充的风险，提高电池的使用寿命；在充电功率的控制过程中，以光伏充电为主，油机充电作为辅助充电，只有电池电压降低到油机启动点，油机才会启动充电，电池电压恢复到油机关闭点，油机停止充电，保证优先利用光伏能量，少用油机能量，通过对充电功率的合理分配，节省了油机的能量、提高了光伏的利用率；尤其是解决了在油机和光伏共同充电过程中，充电方式未加控制造成的系统优先利用油机能量将电池充满，而光伏还存在的能量无法利用的问题，或充电电流未加控制造成的蓄电池过流过充，缩短使用寿命的风险。
附图说明
图1为本发明一实施例光油互补充电控制系统连接原理框图；
图2为本发明一实施例中所述光有互补充电控制装置的连接图；
图3为本发明一实施例的控制流程图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。
本发明提供一种光油互补充电控制装置，应用于光油互补充电控制系统，所述光油互补充电控制系统包括光伏极板、DC/DC变换器、油机、AC/DC变换器、蓄电池以及负载。所述光油互补充电控制装置包括：一光伏充电控制器，所述光伏充电控制器包括第一减法器1、第一PI控制器和第一PWM发生器；第一电流给定值Iref1与当前采样的光伏极板给蓄电池充电的第一充电电流Iout1经第一减法器1后所得差值通过第一PI控制器进行PI算法调节后（例如DSP控制中每到一个控制周期，可以根据PI调节器去更新CMPA和CMPB的值）输出第一占空比给第一PWM发生器；第一PWM发生器用于输出第一驱动信号用于控制DC/DC变换器运行；所述光伏充电控制器通过调节所述第一电流给定值Iref1从而调节光伏极板给蓄电池充电的第一充电电流Iout1；一油机充电控制器，所述油机充电控制器包括第二减法器2、第二PI控制器和第二PWM发生器；第二电流给定值Iref2与当前采样的油机给蓄电池充电的第二充电电流Iout2经第二减法器2后所得差值通过第二PI控制器进行PI算法调节后输出第二占空比给第二PWM发生器；第二PWM发生器用于输出第二驱动信号用于控制AC/DC变换器运行；所述油机充电控制器调节通过所述第二电流给定值Iref2从而调节油机给蓄电池充电的第二充电电流Iout2；一充电仲裁单元，根据当前采样的光伏极板给蓄电池充电的第一充电电流Iout1、油机给蓄电池充电的第二充电电流Iout2和蓄电池充电电流Ibatt，输出用于调节所述第一电流给定值Iref1的第一限幅值Imax1或用于调节所述第二电流给定值Iref2的第二限幅值Imax2。
具体参见电路原理图参见图1、2。
如图1所示，本发明实施例中所述的一种光油互补充电控制装置，其应用于一种光油互补充电控制系统，该系统中包括光伏极板、DC/DC变换器、油机、AC/DC变换器、蓄电池以及负载，其中光伏极板经DC/DC变换器同时连接蓄电池和负载，油机经AC/DC变换器同时连接蓄电池和负载。系统中包含两种供电，其一为：光伏极板通过DC/DC变换器将光伏极板输出的直流电进行调压给系统中的蓄电池充电，同时给负载供电；其二为油机通过AC/DC变换器将油机输出的交流电转换成直流电给系统中的蓄电池充电，同时给负载供电。系统还包括一所述光油互补充电控制装置，包括一光伏充电控制器，一油机充电控制器，以及一充电仲裁单元，实现对如上所述两种供电模式的选择以及对两种供电的充电功率的调节。
本发明一实施例中，所述系统通过采样装置对系统的电压电流信号进行采样，所述采样装置包括以下单元：
第一电压采样单元，用于采样光伏极板的光伏极板输出电压Udc；
第一电流采样单元，用于采样光伏极板的光伏极板输出电流Idc；
第二电流采样单元，用于采样光伏极板给蓄电池充电的第一充电电流Iout1；
第二电压采样单元，用于采样蓄电池电压Ubatt；
第三电流采样单元，用于采样油机给蓄电池充电的第二充电电流Iout2；
第四电流采样单元，用于采样蓄电池的充电电流Ibatt。
本发明一实施例中，所述光伏充电控制器还包括：第三、第四减法器；一MPPT单元，用于根据采样的光伏极板输出电压Udc和采样的光伏极板输出电流Idc以最大功率点跟踪算法计算出当前最大功率点跟踪时的第一电压给定值Uref1；第三PI控制器，用于将所述MPPT单元输出的第一电压给定值Uref1与所述光伏极板输出电压Udc经第三减法器3后所得差值通过PI调节后输出第一电流参考值Ir1；一恒压给定单元，用于输出光伏极板恒压充电时的第二电压给定值Uref2；第四PI控制器，用于将所述第二电压给定值Uref2与采样的蓄电池电压Ubatt经第四减法器4后所得差值通过PI调节后输出第二电流参考值Ir2；第一限幅单元，用于将第一电流参考值Ir1、第二电流参考值Ir2和所述充电仲裁单元输出的第一限幅值Imax1中的较小值作为所述第一电流给定值Iref1输入至所述第一减法器1。
如图2所示，所述光伏充电控制器的连接结构如下：所述第一电压采样单元的输出端分别与所述MPPT单元的一输入端、所述第三减法器3的反馈端连接，所述第一电流采样单元的输出端与所述MPPT单元的另一输入端连接，所述MPPT单元的输出端与所述第三减法器3的输入端连接，所述第三PI控制器的输出端与所述第一限幅单元的一输入端连接，所述第一限幅单元的另一输入端与所述仲裁单元的一输出端连接，所述第一限幅单元的输出端与所述第一减法器1的输入端连接，所述第三减法器3的反馈端与所述第二电流采样单元连接，所述第一PI控制器的输出端与所述第一PWM发生器连接；所述恒压给定单元的输出端与所述第四减法器4的输入端连接，所述第四减法器的反馈端与所述第二电压采样单元的输出端连接，所述第四PI控制器的输出端与所述第一限幅单元的又一输入端连接。
本发明一实施例中，所述油机充电控制器还包括：第五减法器；油机启停控制单元，用于将所述蓄电池电压Ubatt与预设的油机充电上阈值Umax和油机充电下阈值Umin进行比较，输出第三电压给定值Uref3；第五PI控制器，用于将所述第三电压给定值Uref3与所述蓄电池电压Ubatt经第五减法器后所得差值通过PI调节后输出第三电流参考值Ir3；第二限幅单元，用于将所述第五PI控制器输出的第三电流参考值Ir3与所述仲裁单元输出的第一限幅值Imax2中的较小值作为所述第二电流给定值Iref2输入至所述第二减法器2。
如图2所示，所述油机充电控制器的连接结构如下：所述第二电压采样的输出端分别与所述油机启停控制单元的输入端、所述第五减法器5的反馈端连接，所述油机启停控制单元的输出端与所述第五减法器5的输入端连接，第五减法器输出接第五PI控制器输入；所述第五PI控制器的输出端与所述第二限幅单元的一输入端连接，所述仲裁单元的另一输出端与所述第二限幅单元的另一输入端连接，所述第二限幅单元的输出端与所述第二减法器2的输入端连接，所述第三电流采样单元与所述第二减法器2的反馈端连接，第二减法器2输出接第二PI控制器的输入；所述第二PI控制器的输出端与所述第二PWM发生器的输入端连接。
本发明还提供一种基于上述光油互补充电控制装置的控制方法，具体如下：
所述充电仲裁单元根据采样的蓄电池充电电流Ibatt、光伏极板给蓄电池充电的第一充电电流Iout1和油机给蓄电池充电的第二充电电流Iout2，输出第一限幅值Imax1用于调节光伏控制回路的输出信号，或输出第二限幅值Imax2用于调节油机控制回路的输出信号； 所述光伏控制回路包括第一电压控制环、第二电压控制环和第一电流控制环，所述第一电压控制环包括MPPT单元、第三减法器3和第三PI控制器，所述第二电压控制环包括恒压给定单元、第四减法器和第四PI控制器PI_4，所述第一电流控制环包括第一减法器1和第一PI控制器PI_1；所述光伏控制回路选取第一电压控制环输出的第一电流参考值Ir1、第二电压控制环输出的第二电流参考值Ir2和充电仲裁单元输出的第一限幅值Imax1中的较小值作为第一电流控制环的第一电流给定值Iref1，光伏极板给蓄电池充电的第一充电电流Iout1作为所述第一电流控制环的反馈，第一电流控制环输出第一占空比给第一PWM发生器，所述第一PWM发生器输出第一驱动信号驱动DC/DC变换器运行；所述油机控制回路包括第三电压控制环和第二电流控制环，所述第三电压控制环包括油机启停控制单元、第五减法器5和第五PI控制器PI_5，所述第二电流控制环包括第二减法器2和第二PI控制器PI_2；所述油机控制回路选取第三电压控制环输出的第三电流参考值Ir3和充电仲裁单元输出的第二限幅值Imax2中的较小值作为第二电流控制环的第二电流给定值Iref2，油机给蓄电池充电的第二充电电流Iout2作为第二电流控制环的反馈，第二电流控制环输出驱动占空比给第二PWM发生器，第二PWM发生器输出第二驱动信号驱动AC/DC变换器运行。
进一步的，所述光伏控制回路的控制方法如下：第一电压控制环将采样的光伏极板输出电压Udc和光伏极板输出电流Idc根据最大功率点跟踪算法计算出当前最大功率点跟踪时的第一电压给定值Uref1，将所述第一电压给定值Uref1减去当前光伏极板输出电压Udc得到光伏电压需要的调节量，将该调节量经第三PI控制器PI_3调节输出第一电流参考值Ir1；第二电压控制环将第二电压给定值Uref2减去当前蓄电池电压Ubatt，得到蓄电池电压需要的调节量，该调节量经第四PI控制器PI_4调节输出第二电流参考值Ir2；采用第一限幅单元选取所述充电仲裁单元输出的第一限幅值Imax1、所述第一电流参考值Ir1及所述第二电流参考值Ir2的较小值输出作为第一电流控制环的第一电流给定值Iref1；第一电流控制环将所述第一电流给定值Iref1减去当前光伏极板给蓄电池充电的第一充电电流Iout1，得到DC/DC变换器输出电流需要的调节量，该调节量经第一PI控制器PI_1调节输出第一占空比至第一PWM发生器，所述第一PWM发生器输出第一驱动信号驱动DC/DC变换器运行。
光伏充电过程包含MPPT充电和恒压充电，光伏充电首先使用MPPT充电，充分有效的利用光伏能量，当电池电压达到恒压值后，为保护电池就不能采用MPPT充电，转换为恒压充电，电池电压不再上升，电池的充电电流慢慢减小。
进一步的，所述油机控制回路的控制方法如下：
第三电压控制环将采样的蓄电池电压Ubatt，经一油机启停控制单元输出第三电压给定值Uref3，将所述第三电压给定值Uref3减去当前蓄电池电压Ubatt得到油机充电电压需要的调节量；该调节量经第五PI控制器PI_5调节输出第三电流参考值Ir3，采用第二限幅单元选取所述充电仲裁单元输出的第二限幅值Imax2与所述第三电流参考值Ir3的较小值输出作为第二电流控制环的第二电流给定值Iref2；第二电流控制环将所述第二电流给定值Iref2减去当前油机给蓄电池充电的第二充电电流Iout2得到AC/DC变换器输出电流需要的调节量；该调节量经第二PI控制器PI_2调节控制输出第二占空比给第二PWM发生器，所述第二PWM发生器输出第二驱动信号驱动AC/DC变换器运行。
进一步地，所述油机启停控制单元控制方法如下：
判断蓄电池电压Ubatt是否低于预设的油机充电下阈值Umin，当蓄电池电压Ubatt低于油机充电下阈值Umin时，则输出第三电压给定值Uref3，所述第三电压给定值Uref3值依次经第五减法器5、第五PI控制器PI_5、第二限幅单元、第二减法器2、第二PI控制器PI_2、第二PWM发生器输出驱动信号驱动所述AC/DC变换器运行；否则判断蓄电池电压Ubatt是否不高于预设的油机充电上阈值Umax，当蓄电池电压Ubatt不高于预设的油机充电上阈值Umax时，则维持所述AC/DC变换器运行，否则输出第三电压给定值U’ref3， 所述第三电压给定值U’ref3依次经第五减法器5、第五PI控制器PI_5、第二限幅单元、第二减法器2、第二PI控制器PI_2、第二PWM发生器使所述AC/DC变换器不运行。
油机充电作为辅助充电，只有电池电压降低到油机启动点，油机才会启动充电，电池电压恢复到油机关闭点，油机停止充电，在电池电压上升的过程中，油机一直以恒流充电，即以AC/DC转换电路的最大输出电流充电。
本发明一实施例的控制流程图参见图3。
光伏充电控制器和油机充电控制器分别包括第一限幅单元、第二限幅单元，分别用于调节光伏极板给蓄电池充电的第一充电电流Iout1和油机给蓄电池充电的第二充电电流Iout2，相应的第一限幅值Imax1、第二限幅值Imax2均由所述的充电仲裁单元调节，具体包括以下调节步骤：
S1：所述充电仲裁单元判断当前采样的蓄电池充电电流Ibatt是否大于预设的最大充电电流Imax，是则执行S2，否则结束退出；
S2：判断当前采样的第二充电电流Iout2是否大于0，是则执行S3，否则执行S5；
S3：所述充电仲裁单元减小第二限幅值Imax2并输出给所述第二限幅单元，执行S4；
S4：所述充电仲裁单元判断当前采样的蓄电池充电电流Ibatt是否大于预设的最佳充电电流Im，是则执行S2，否则结束退出；
S5：所述仲裁单元减小第一限幅值Imax1并输出给第一限幅单元，执行S6；
S6：所述充电仲裁单元判断当前采样的蓄电池充电电流Ibatt是否大于预设的最佳充电电流Im，是则执行S5，否则结束退出。
所述第一限幅值Imax1、第二限幅值Imax2的初始值均为系统的最大允许值，此时系统不控制蓄电池的充电电流Ibatt，以DC/DC变换器和/或AC/DC变换器的最大输出电流进行充电。
以上实施例中，启动或关闭油机充电通过输出不一样的第三电压给定值，即U’ref3与Uref3不同。进而控制AC/DC变换器是否运行从而对油机充电进行控制，本其他实施例还可维持同一第三电压给定值Uref3（U’ref3=Uref3）输出，通过调整所述第二限幅值Imax2的大小来控制，当需要关闭油机充电时，充电仲裁单元将第二限幅值Imax2限为零，控制AC/DC变换器不运行，当需要启动油机充电时，第二限幅值Imax2设置为系统允许的最大值，或者不对输出的第三电压给定值Uref3进行限制，同样可实现启动油机充电。
本领域技术人员可以在不违背本发明的原理和实质的前提下对本具体实施例做出各种修改或补充或者采用类似的方式替代，但是这些改动均落入本发明的保护范围。因此本发明技术范围不局限于上述实施例。

Claims (9)

1.一种光油互补充电控制装置，应用于光油互补充电控制系统，所述光油互补充电控制系统包括光伏极板、DC/DC变换器、油机、AC/DC变换器、蓄电池以及负载，其特征在于：所述光油互补充电控制装置包括：
一光伏充电控制器，所述光伏充电控制器包括第一减法器、第一PI控制器和第一PWM发生器；第一电流给定值Iref1与当前采样的光伏极板给蓄电池充电的第一充电电流Iout1经第一减法器后所得差值通过第一PI控制器进行PI算法调节后输出第一占空比给第一PWM发生器；第一PWM发生器用于输出第一驱动信号用于控制DC/DC变换器运行；所述光伏充电控制器通过调节所述第一电流给定值Iref1从而调节光伏极板给蓄电池充电的第一充电电流Iout1；
一油机充电控制器，所述油机充电控制器包括第二减法器、第二PI控制器和第二PWM发生器；第二电流给定值Iref2与当前采样的油机给蓄电池充电的第二充电电流Iout2经第二减法器后所得差值通过第二PI控制器进行PI算法调节后输出第二占空比给第二PWM发生器；第二PWM发生器用于输出第二驱动信号用于控制AC/DC变换器运行；所述油机充电控制器调节通过所述第二电流给定值Iref2从而调节油机给蓄电池充电的第二充电电流Iout2；
一充电仲裁单元，根据当前采样的光伏极板给蓄电池充电的第一充电电流Iout1、油机给蓄电池充电的第二充电电流Iout2和蓄电池充电电流Ibatt，输出用于调节所述第一电流给定值Iref1的第一限幅值Imax1或输出用于调节所述第二电流给定值Iref2的第二限幅值Imax2。
2.根据权利要求1所述的一种光油互补充电控制装置，其特征在于：
所述光伏充电控制器还包括：
第三、第四减法器；
一MPPT单元，用于根据采样的光伏极板输出电压Udc和采样的光伏极板输出电流Idc以最大功率点跟踪算法计算出最大功率点跟踪的第一电压给定值Uref1；
第三PI控制器，用于将所述MPPT单元输出的第一电压给定值Uref1与所述光伏极板输出电压Udc经第三减法器后所得差值通过PI调节后输出第一电流参考值Ir1；
一恒压给定单元，用于输出光伏极板恒压充电时的第二电压给定值Uref2；
第四PI控制器，用于将所述第二电压给定值Uref2与采样的蓄电池电压Ubatt经第四减法器后所得差值通过PI调节后输出第二电流参考值Ir2；
第一限幅单元，用于将所述第三PI控制器输出的第一电流参考值Ir1、所述第四PI控制器输出的第二电流参考值Ir2和所述充电仲裁单元输出的第一限幅值Imax1中的较小值作为所述第一电流给定值Iref1输入至所述第一减法器。
3.根据权利要求2所述的一种光油互补充电控制装置，其特征在于：
所述油机充电控制器还包括：
第五减法器；
油机启停控制单元，用于将所述蓄电池电压Ubatt与预设的油机充电上阈值Umax和油机充电下阈值Umin进行比较，输出第三电压给定值Uref3；
第五PI控制器，用于将所述第三电压给定值Uref3与所述蓄电池电压Ubatt经第五减法器后所得差值通过PI调节后输出第三电流参考值Ir3；
第二限幅单元，用于将所述第五PI控制器输出的第三电流参考值Ir3与所述仲裁单元输出的第一限幅值Imax2中的较小值作为所述第二电流给定值Iref2输入至所述第二减法器。
4.一种基于权利要求3所述的一种光油互补充电控制装置的控制方法，其特征在于：
所述充电仲裁单元根据采样的蓄电池充电电流Ibatt、光伏极板给蓄电池充电的第一充电电流Iout1和油机给蓄电池充电的第二充电电流Iout2，输出第一限幅值Imax1用于调节光伏控制回路的输出信号，或输出第二限幅值Imax2用于调节油机控制回路的输出信号； 所述光伏控制回路包括第一电压控制环、第二电压控制环和第一电流控制环，所述第一电压控制环包括MPPT单元、第三减法器和第三PI控制器，所述第二电压控制环包括恒压给定单元、第四减法器和第四PI控制器，所述第一电流控制环包括第一减法器和第一PI控制器；所述光伏控制回路选取第一电压控制环输出的第一电流参考值Ir1、第二电压控制环输出的第二电流参考值Ir2和充电仲裁单元输出的第一限幅值Imax1中的较小值作为第一电流控制环的第一电流给定值Iref1，光伏极板给蓄电池充电的第一充电电流Iout1作为所述第一电流控制环的反馈，第一电流控制环输出第一占空比给第一PWM发生器，所述第一PWM发生器输出第一驱动信号驱动DC/DC变换器运行；所述油机控制回路包括第三电压控制环和第二电流控制环，所述第三电压控制环包括油机启停控制单元、第五减法器和第五PI控制器，所述第二电流控制环包括第二减法器和第二PI控制器；所述油机控制回路选取第三电压控制环输出的第三电流参考值Ir3和充电仲裁单元输出的第二限幅值Imax2中的较小值作为第二电流控制环的第二电流给定值Iref2，油机给蓄电池充电的第二充电电流Iout2作为第二电流控制环的反馈，第二电流控制环输出驱动占空比给第二PWM发生器，第二PWM发生器输出第二驱动信号驱动AC/DC变换器运行。
5.根据权利要求4所述的一种光油互补充电控制装置的控制方法，其特征在于：
所述光伏控制回路的控制方法如下：
第一电压控制环将采样的光伏极板输出电压Udc和光伏极板输出电流Idc根据最大功率点跟踪算法计算出当前最大功率点跟踪时的第一电压给定值Uref1，将所述第一电压给定值Uref1减去当前光伏极板输出电压Udc得到光伏电压需要的调节量，将该调节量经第三PI控制器调节输出第一电流参考值Ir1；第二电压控制环将第二电压给定值Uref2减去当前蓄电池电压Ubatt，得到蓄电池电压需要的调节量，该调节量经第四PI控制器调节输出第二电流参考值Ir2；采用第一限幅单元选取所述充电仲裁单元输出的第一限幅值Imax1、所述第一电流参考值Ir1及所述第二电流参考值Ir2的较小值输出作为第一电流控制环的第一电流给定值Iref1；第一电流控制环将所述第一电流给定值Iref1减去当前光伏极板给蓄电池充电的第一充电电流Iout1，得到DC/DC变换器输出电流需要的调节量，该调节量经第一PI控制器调节输出第一占空比至第一PWM发生器，所述第一PWM发生器输出第一驱动信号驱动DC/DC变换器运行。
6.根据权利要求4所述的一种光油互补充电控制装置的控制方法，其特征在于：
所述油机控制回路的控制方法如下：
第三电压控制环将采样的蓄电池电压Ubatt，经一油机启停控制单元输出第三电压给定值Uref3，将所述第三电压给定值Uref3减去当前蓄电池电压Ubatt得到油机充电电压需要的调节量；该调节量经第五PI控制器调节输出第三电流参考值Ir3，采用第二限幅单元选取所述充电仲裁单元输出的第二限幅值Imax2与所述第三电流参考值Ir3的较小值输出作为第二电流控制环的第二电流给定值Iref2；第二电流控制环将所述第二电流给定值Iref2减去当前油机给蓄电池充电的第二充电电流Iout2得到AC/DC变换器输出电流需要的调节量；该调节量经第二PI控制器调节输出第二占空比给第二PWM发生器，所述第二PWM发生器输出第二驱动信号驱动AC/DC变换器运行。
7.根据权利要求6所述的一种光油互补充电控制装置的控制方法，其特征在于：所述油机启停控制单元的控制方法如下：
判断蓄电池电压Ubatt是否低于预设的油机充电下阈值Umin，当蓄电池电压Ubatt低于油机充电下阈值Umin时，则输出第三电压给定值Uref3，所述第三电压给定值Uref3值依次经第五减法器、第五PI控制器、第二限幅单元、第二减法器、第二PI控制器、第二PWM发生器输出驱动信号驱动所述AC/DC变换器运行；否则判断蓄电池电压Ubatt是否不高于预设的油机充电上阈值Umax，当蓄电池电压Ubatt不高于预设的油机充电上阈值Umax时，则维持所述AC/DC变换器运行，否则输出第三电压给定值U’ref3，所述第三电压给定值U’ref3依次经第五减法器、第五PI控制器、第二限幅单元、第二减法器、第二PI控制器、第二PWM发生器使所述AC/DC变换器不运行。
8.根据权利要求4所述的一种光油互补充电控制装置的控制方法，其特征在于：所述充电仲裁单元包括以下调节步骤：
S1：所述充电仲裁单元判断当前采样的蓄电池充电电流Ibatt是否大于预设的最大充电电流Imax，是则执行S2，否则结束退出；
S2：判断当前采样的第二充电电流Iout2是否大于0，是则执行S3，否则执行S5；
S3：所述充电仲裁单元减小第二限幅值Imax2并输出给所述第二限幅单元，执行S4；
S4：所述充电仲裁单元判断当前采样的蓄电池充电电流Ibatt是否大于预设的最佳充电电流Im，是则执行S2，否则结束退出；
S5：所述仲裁单元减小第一限幅值Imax1并输出至第一限幅单元，执行S6；
S6：所述充电仲裁单元判断当前采样的蓄电池充电电流Ibatt是否大于预设的最佳充电电流Im，是则执行S5，否则结束退出。
9.根据权利要求4-8任一项所述的一种光油互补充电控制装置的控制方法，其特征在于：所述第一限幅值Imax1及所述第二限幅值Imax2的初始值均为系统的最大允许值。
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