CN109494793B - 一种基于锂电容的兼顾一次调频的光伏分级储能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于锂电容的兼顾一次调频的光伏分级储能系统,包括自光伏组件到后级主储能的汇流排、光伏自动检测切换、具备MPPT的锂电容充电系统、锂电容充放电控制系统、锂电容和MCU主控系统。与现有技术相比,本发明通过在前级增加专门针对第二环境的基于锂电容的光伏能量收集系统,增加了第二环境下光伏能量收集,同时通过主控控制,利用锂电容的大功率密度和快速反应速度的特性,增强/增加了大功率电网一次调频的功能,大幅度地减小了弃光时间,极大地提高了光伏发电的经济效益。

Description

一种基于锂电容的兼顾一次调频的光伏分级储能系统
技术领域
本发明涉及新能源能量收集和储能技术,尤其是涉及一种基于锂电容的兼顾一次调频的光伏分级储能系统。
背景技术
储能技术是构建能源互联网,促进能源新业态发展的核心基础,未来三大新兴产业——新能源并网、智能电网、电动汽车的发展瓶颈都指向储能技术,市场潜力巨大,储能目前正在走向商业应用的初期过渡阶段。储能产业将直接改善能源供给在时间与空间上的布均,亦能改善能源结构。
目前光伏发电存在严重的弃光问题,在阳光充足地区的可利用光照时间基本每天只有4.5~5个小时,并且在阳光不充足的多云、阴天基本不能输出电力。其主要原因在于目前的光伏电池在阳光直射和非直射的情况下,输出功率呈现几十到几百倍的下降,主要表现在电流的急剧下降。如图1所示为目前光伏储能的主要模式,其中储能电池一般为铅酸、锂电池或者全钒液流等化学电池。当阳光强度比较弱的时候,光伏电池的输出功率往往会降低到其额定光强下额定功率的5%甚至1%以下,其中以电流衰减为明显,由于主储能电池的容量很大,而在弱光下光伏板的输出功率往往只有额定功率的几十分之一甚至1%,并且主要的衰减还表现在电流上。如果采用集中在主储能电池收集的方式,会存在以下问题而导致收集效率低下甚至无法收集:
1:光伏组件距离主储能转换位置较远,微弱电流可能不足以弥补线路损耗。
2:大功率变流器对小功率能量的处理效率低,甚至输入给变流器的小功率不足以弥补大功率变流器的损耗或者满足启动条件。
3:光伏电站面积巨大,光伏电池数量庞大,由于光照不均匀或者光伏电池的输出性能差异,全部一起集中采集会彼此影响导致效率下降。
为了在光伏组件就近分组在汇流排前增加基于锂电容的前级储能用以收集第二环境下的小能量,形成分布式同时可以兼顾一次调频的体系,一种新的光伏分级储能系统亟待开发。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于锂电容的兼顾一次调频的光伏分级储能系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种基于锂电容的兼顾一次调频的光伏分级储能系统,包括多个光伏电池组及后续依次连接的后级汇流排、具备MPPT的DC-DC转换模块、充电控制模块、储能电池、上网逆变器和220V交流电压源,所述后级汇流排与所述光伏电池组之间还连接有锂电容前级储能模块,所述锂电容前级储能模块内包括与多个所述光伏电池组前级连接的前级汇流排,与所述前级汇流排串联连接的光伏自动检测切换电路模块,所述光伏自动检测切换电路模块的第一输出端直接与所述后级汇流排相连接,所述光伏自动检测切换电路模块的第二输出端通过依次连接具备MPPT的锂电容充电电路模块、锂电容、锂电容充放电控制电路模块和双向逆变器以与所述后级汇流排相连接,所述光伏自动检测切换电路模块的第二输出端还单分支连接有MCU控制模块,所述MCU控制模块的控制输出端还分别与所述具备MPPT的锂电容充电电路模块和锂电容充放电控制电路模块相连接。
进一步地,所述的前级汇流排和所述的后级汇流排均为纯铜汇流排。
进一步地,所述光伏电池组由多个相互并联连接的光伏电池及防电压倒灌二极管电路组成,所述防电压倒灌二极管电路包括DC-DC升压芯片、二极管D1和NMOS场效应管Q1,所述DC-DC升压芯片的GND引脚接地,其FB引脚经分压电阻R2后接地,其VIN引脚与所述光伏电池的输出端连接并通过稳压电容后接地,其LX引脚通过所述二极管D1后与所述NMOS场效应管Q1的栅极连接,所述NMOS场效应管Q1的漏极与所述光伏电池的输入端连接,其源极与所述DC-DC升压芯片的VIN引脚连接并通过稳压电容后接地。
进一步地,所述NMOS场效应管Q1的导通内阻小于5mΩ,所述NMOS场效应管Q1的全导通条件为其栅极电压值大于其源极电压值10V。
进一步地,所述的光伏自动检测切换电路模块包括PNP型三极管M3、PMOS场效应管M1、NPN型三极管M4和PMOS场效应管M2,所述PNP型三极管M3的基极通过分压电阻Rs1和分压电阻Rs2与所述光伏电池组连接并通过二极管Ds1反向连接接地,所述PNP型三极管M3的发射极分别与所述PMOS场效应管M1和所述PMOS场效应管M2的源极连接并通过分压电阻Rs6与所述NPN型三极管M4的集电极连接,所述PMOS场效应管M1的栅极与所述PNP型三极管M3的集电极连接并通过分压电阻Rs4与所述NPN型三极管M4的基极连接,所述PMOS场效应管M1的漏极与所述具备MPPT的锂电容充电电路模块连接,所述NPN型三极管M4的发射极接地,所述PMOS场效应管M2的栅极也与所述NPN型三极管M4的集电极连接,其漏极与所述后级汇流排连接。
进一步地,所述具备MPPT的锂电容充电电路模块包括第一锂电池充电管理芯片,所述锂电池充电管理芯片的PH引脚依次通过第一电感L和第一分压电阻Rs与所述锂电容和所述锂电容充放电控制电路模块相连接用以对所述锂电容输出充电电压,对所述锂电容充放电控制电路模块供电,所述PH引脚还依次通过第一电感L和第二分压电阻RI1与所述锂电容相连接用以对所述锂电容输出充电电流。
进一步地,所述的锂电容充放电控制电路模块包括第二锂电池电源管理芯片、二极管Db1、NMOS场效应管Q4和NMOS场效应管Q5,所述第二锂电池电源管理芯片的LDO引脚依次通过所述二极管Db1和滤波电容Cb3后分别与所述NMOS场效应管Q4和所述NMOS场效应管Q5的漏极相连接,其HGATE引脚和LGATE引脚分别对应与所述NMOS场效应管Q4和所述NMOS场效应管Q5的栅极相连接,所述NMOS场效应管Q4和所述NMOS场效应管Q5的源极分别对应与所述双向逆变器的输入端正负极相连接。
进一步地,所述MCU控制模块包括工业级微控制器芯片,用以强制开启或关闭光伏到所述锂电容的充电及后端对所述锂电容的充放电过程,并监控光伏板的输出电压、所述锂电容端电压和环境温度。
进一步地,所述光伏自动检测切换电路模块的探测光照功率启动阈值为其额定功率的1%。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
(1)采用分组分块和就近收集的方式,这样可以根据各组的特性合理设置MPPT点,让每组效率最大化。利用锂电容在具备一百万次满充满放次循环寿命同时具备适当的能量密度的特性,实现缓慢小功率能量收集,然后短时间大功率输出的方式,来减少线损时间,满足后级变流器运行所需功率。同时由于系统在输出给后级变流器时已经是根据后级变流器的最佳输入电压进行稳压的,所以所有的分组给后级变流器的输入电压都是一致的,在所有组并联给后级变流器供电时,就可以确保不会彼此影响,实现效率最大化。
(2)本发明按照功率给光伏电池进行分组就近部署,以降低传输线损。锂电容充电系统专门设置了针对弱光条件下的MPPT点,以获取光伏电池的最大输出功率。如果不考虑后面的储能,MPPT点是比较容易设置的,并且和正常光照环境下类似,弱光环境下的MPPT点也相对稳定。
(3)本发明采用MCU来进行集中控制,实现和上位机的数据通信,系统指令操作,方便未来的数据统计、系统分析优化。同时MCU可以和其它外部设备进行通信,进行电网对系统锂电容的大功率快速充电,实现对电网的削峰填谷。
附图说明
图1为现有技术的光伏储能系统结构示意图;
图2为本发明的光伏储能系统结构示意图;
图3为本发明的光伏储能系统中的锂电容前级储能模块结构示意图;
图4为本发明的光伏储能系统中光伏电池组中的防电压倒灌二极管电路示意图;
图5为本发明的光伏储能系统中的光伏自动检测切换电路模块示意图;
图6为本发明的光伏储能系统中的具备MPPT的锂电容充电电路模块示意图;
图7为本发明的光伏储能系统中的锂电容充放电控制电路模块示意图;
图8为本发明的光伏储能系统中MCU控制模块的功能模块图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都应属于本发明保护的范围。
实施例
如图2和图3所示为本发明一种基于锂电容的兼顾一次调频的光伏分级储能系统实施例的系统结构及锂电容前级储能模块结构示意图,包括多个光伏电池组及后续依次连接的后级汇流排、具备MPPT(最大功率追踪)的DC-DC转换模块、充电控制模块、储能电池、上网逆变器和220V交流电压源,后级汇流排与光伏电池组之间还连接有锂电容前级储能模块,锂电容前级储能模块内包括与多个光伏电池组前级连接的前级汇流排,与前级汇流排串联连接的光伏自动检测切换电路模块,光伏自动检测切换电路模块的第一输出端直接与后级汇流排相连接,光伏自动检测切换电路模块的第二输出端通过依次连接具备MPPT(最大功率追踪)的锂电容充电电路模块、锂电容、锂电容充放电控制电路模块和双向逆变器以与后级汇流排相连接,光伏自动检测切换电路模块的第二输出端还单分支连接有MCU控制模块,光伏自动检测切换电路模块的探测光照功率启动阈值为其额定功率的1%,MCU控制模块的控制输出端还分别与具备MPPT(最大功率追踪)的锂电容充电电路模块和锂电容充放电控制电路模块相连接,因为涉及储能,在给锂电容/电池的不同充电阶段,需要对输出电压和电流进行调整,这就意味着在空载或者稳定负载条件下的MPPT(最大功率追踪)点和给锂电容或者电池充电条件的MPPT(最大功率追踪)点不同,会造成输出负载条件变动而影响MPPT(最大功率追踪)点,针对这个情况,系统对输出的充电电压和充电流进行检测,然后通过检测数据和一定的算法对MPPT(最大功率追踪)点进行调整,以实现准确的动态MPPT(最大功率追踪)。
当锂电容前级储能模块连接光伏电池后,在正常光照条件下,由于光伏电池的输出电压会比较高,系统就根据弱光条件和正常光照条件下的输出电压不同,确保弱光条件下切换到本发明的系统,正常光照条件下切换回原有的系统。
本实施例不需要对汇流排后续的现有结构做任何改动,为了降低成本,因为弱光环境下光伏输出的功率是正常的5%以下,因此可以多个光伏组件共用一套锂电容前级储能系统。
同时由于在光伏电池前端采用更小的分组进行太阳能收集避免了不同太阳能板的相互干扰,其MPPT(最大功率追踪)的点设置也会更加精确,光伏板的输出效率会比集中式的更加高。
由于锂电容是采用物理原理储存电量,不需要经过相对较慢的化学反应,因此充放电速度远远大于锂电池。由于系统部署在光伏组件就近以减少线损,因此需要储能器件足够的安全、宽广的温度使用范围和尽量小的体积;同时由于弱光环境下输出的功率远远小于额定光照环境下输出功率,因此要求最大程度地降低均摊成本和增加回报时间,因此设计上不考虑存储功率冗余,按照每天弱光环境下可收集时间平均2小时,每30秒钟可以储存满一次,每年工作360天计算,则每年的100%循环次数达到86400次,按照目前的储能电池技术,没有电池可以使用一年,而锂电容1000000次的100%循环次数,则可以使用达到11.5年。
如图4所示为本实施例中光伏电池组中的防电压倒灌二极管电路示意图,由于弱光条件下,光伏电池的输出电流非常小,如果用传统的肖特基二极管,由于导通内阻较大,会产生很大的耗损,同时也会产生很多的热量。本实施例采用低成本、导通内阻的NMOS场效应管搭建理想二极管,实现只有不到5mΩ的导通电阻,极大地降低了损耗和产生地热量,光伏电池组由多个相互并联连接的光伏电池及防电压倒灌二极管电路组成,防电压倒灌二极管电路包括DC-DC升压芯片、二极管D1和NMOS场效应管Q1,DC-DC升压芯片的GND引脚接地,其FB引脚经分压电阻R2后接地,其VIN引脚与所述光伏电池的输出端连接并通过稳压电容后接地,其LX引脚通过二极管D1后与NMOS场效应管Q1的栅极连接,NMOS场效应管Q1的漏极与光伏电池的输入端连接,其源极与DC-DC升压芯片的VIN引脚连接并通过稳压电容后接地,由于NMOS用作高侧开关时,其全导通条件是其栅极电压需要比源极即输入端电压高10v,所以本实施例设计了一个自主升压电路给NMOS(图中的Q1)栅极提供比输入电压(输入端的A)高10v的电压,以实现Q1的完全低内阻导通,实现理想二极管。
如图5所示为光伏自动检测切换电路模块示意图,由于在弱光环境下,光伏电池的输出电压比强光环境下低,所以前级储能的储能电压设置比后级主储能电池的电压低,系统通过一个电压比较器来判断决定光伏电池的输出是直接到原有汇流排还是到具备MPPT(最大功率追踪)的锂电容充电系统,同时切换电路也可以通过MCU控制系统强制选择切换方向,为了最大程度的减少功率损耗,采用低导通内阻的场效应管作为通断开关,光伏自动检测切换电路模块包括PNP型三极管M3、PMOS场效应管M1、NPN型三极管M4和PMOS场效应管M2,PNP型三极管M3的基极通过分压电阻Rs1和分压电阻Rs2与光伏电池组连接并通过二极管Ds1反向连接接地,PNP型三极管M3的发射极分别与PMOS场效应管M1和PMOS场效应管M2的源极连接并通过分压电阻Rs6与NPN型三极管M4的集电极连接,PMOS场效应管M1的栅极与PNP型三极管M3的集电极连接并通过分压电阻Rs4与NPN型三极管M4的基极连接,PMOS场效应管M1的漏极与具备MPPT(最大功率追踪)的锂电容充电电路模块连接,NPN型三极管M4的发射极接地,PMOS场效应管M2的栅极也与NPN型三极管M4的集电极连接,其漏极与后级汇流排连接。
以上设计对应原理为:当输入端电压低于设置值的时候,M3关闭,而场效应管M1导通;同时M4关闭,M2关闭,此时电流经低导通内阻的M1流入本系统的带MPPT(最大功率追踪)功能的锂电容充电系统。当输入端电压高于设置值时,M3导通,而导致M1关闭,M4导通、M2导通,此时电流通过M2直接流向后端的主储能。这样实现了弱光条件接通本实施例,正常光照条件接通源主储能的目的。
如图6所示为光伏储能系统中的具备MPPT(最大功率追踪)的锂电容充电电路模块示意图,由于弱光条件下,光伏电池的输出电压远远小于其额定电压,所以系统的MPPT(最大功率追踪)点和额定光照条件下的MPPT(最大功率追踪)点已经差别很大。因此需要使用专门的MPPT(最大功率追踪)点设置,以确保在弱光环境下,光伏电池能输出最大功率。由于锂电容存在亏电电压,为了保护和激活锂电容,具备MPPT(最大功率追踪)的锂电容充电系统设计了自动检测锂电容性能和激活休眠状态的锂电容,具备MPPT(最大功率追踪)的锂电容充电电路模块包括第一锂电池充电管理芯片,锂电池充电管理芯片的PH引脚依次通过第一电感L和第一分压电阻Rs与锂电容和锂电容充放电控制电路模块相连接用以对锂电容输出充电电压,对锂电容充放电控制电路模块供电,该引脚还依次通过第一电感L和第二分压电阻RI1与锂电容相连接用以对锂电容输出充电电流。
以上设计对应原理为:来自强弱光自动选择电路的光伏产生的电流有专用集成电路控制给锂电容充电,其中MPPT(最大功率追踪)参数的设置由MCU程序自动控制完成,本实施例设计的电路检测光伏电池的输入电压,输出给锂电容的充电电压和充电电流,通过调整该第一锂电池充电管理芯片的参数,通过特定的算法,使得系统的MPPT(最大功率追踪)获得最佳设计,MPPT(最大功率追踪)最佳点的成立条件是给锂电容的充电功率最大,而不是传统意义上的光伏电池输出最大的查找约束条件。这样就协调了MPPT(最大功率追踪)和充电参数。
在配套控制算法中,增加了锂电容的检测和亏点休眠锂电容的激活算法,通过检测充放电电压和电流对锂电容进行性能检测和激活,最长激活时间为30分钟。如果检测到锂电容处于休眠或者缺失状态,系统会返回相应的警告,同时对于30分钟内无法激活的锂电容会继续进行下一个循环的激活,以确保适合任何容量的锂电容。
如图7所示为光伏储能系统中的锂电容充放电控制电路模块示意图,锂电容给后级主储能的充放电电路相对简单,其中锂电容放电(相当于给后级主储能变流器供电),是采用由MCU控制启停的DC-DC电路,锂电容充放电控制电路模块包括第二锂电池电源管理芯片、二极管Db1、NMOS场效应管Q4和NMOS场效应管Q5,第二锂电池电源管理芯片的LDO引脚依次通过二极管Db1和滤波电容Cb3后分别与NMOS场效应管Q4和NMOS场效应管Q5的漏极相连接,其HGATE引脚和LGATE引脚分别对应与NMOS场效应管Q4和NMOS场效应管Q5的栅极相连接,NMOS场效应管Q4和NMOS场效应管Q5的源极分别对应与双向逆变器的输入端正负极相连接。
以上设计对应原理为:为了提高锂电容对后级主储能的转换效率,本实施例设计当系统监控到锂电容充电达到设置值,就开启大功率同步升压电路,将锂电容的能量升压后大功率快速传输到原系统的汇流排,这样实现慢慢收集弱光环境下的小能量,当收集满后,一次性大功率的输送给原来的系统,这样就大幅度缩短了传输时间,极大地减少了线损,同时升压电路也可以按照后级系统地要求设计,以实现后级系统对锂电容能量地最高效利用,由于多个锂电容前级储能系统都将锂电容能量升压到同样地电压给后级系统,这使得并联供电的效率最大化,本实施例在这个环节之所以不是采用单向的升压放电给后级储能,而是采用充放电控制,是为了满足客户对一次调频的需求而设计,当MCU控制系统收到“削峰”的指令后,系统会关闭升压输出以及光伏电池的MPPT(最大功率追踪)锂电容充电模块,然后切换到锂电容充电控制,以吸收存储来自电网的能量,同样原理,当系统接收到“填谷”指令,就会在满足锂电容最低电压的情况下,强制启动升压放电功能,给后级储能提供输出功率补充,锂电容的充放电曲线和常规的电容非常类似,近似呈线性关系,这点和锂电池完全不同,因此需要根据锂电容特点设计,当检测系统检测到锂电容已经充满时,MCU会发出启动信号到BEN端,这时候该电路会用最大功率将锂电容存储的电量转换到后级主储能变流器所要求的电压进行输出,当检测系统检测到锂电容已经达到了停止阈值,则MCU会停止该电路工作,确保锂电容不会亏电,电网给锂电容充电的充电电流由原主储能系统的双向逆变器按照锂电容充电所需电压输送给本实施例所设计的理想二极管Db1,这个环节的理想二极管Db1具备使能控制端,由MCU控制是否开启充电,如果开启充电,则MCU会停止上面的锂电容放电输送电路工作,同时监控锂电容的端电压不超过许可值,并且通过算法调整理想二极管Db1的导通时间和频率来进行锂电容的充电控制。
如图8所示为光伏储能系统中MCU控制模块的功能模块图,MCU控制模块采用低功耗工业级性能的MCU作为主控芯片进行控制,MCU可以接收上位机或者其它设备的指令,以强制开启/关闭光伏到锂电容的充电、后端对锂电容的充放电,其中对于确保系统安全的参数(例如锂电容的最低放电电压、最高充电电压等)是采用硬件控制,以避免由于软件或者操作问题导致系统损坏,MCU控制系统同时监控:光伏板的输出电压、锂电容端电压、锂电容的充电电流和环境温度等,并上传这些数据,MCU控制系统的电源来自于锂电容或者光伏输出,上位机通过数据分析和统计可以对整个系统进行诊断、分析、优化等。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于锂电容的兼顾一次调频的光伏分级储能系统,包括多个光伏电池组及后续依次连接的后级汇流排、具备MPPT的DC-DC转换模块、充电控制模块、储能电池、上网逆变器和220V交流电压源,其特征在于,所述后级汇流排与所述光伏电池组之间还连接有锂电容前级储能模块,所述锂电容前级储能模块内包括与多个所述光伏电池组前级连接的前级汇流排,与所述前级汇流排串联连接的光伏自动检测切换电路模块,所述光伏自动检测切换电路模块的第一输出端直接与所述后级汇流排相连接,所述光伏自动检测切换电路模块的第二输出端通过依次连接具备MPPT的锂电容充电电路模块、锂电容、锂电容充放电控制电路模块和双向逆变器以与所述后级汇流排相连接,所述光伏自动检测切换电路模块的第二输出端单分支连接有MCU控制模块,所述MCU控制模块的控制输出端还分别与所述具备MPPT的锂电容充电电路模块和锂电容充放电控制电路模块相连接;
所述的光伏自动检测切换电路模块包括PNP型三极管M3、PMOS场效应管M1、NPN型三极管M4和PMOS场效应管M2,所述PNP型三极管M3的基极通过分压电阻Rs1和分压电阻Rs2与所述光伏电池组连接并通过二极管Ds1反向连接接地,所述PNP型三极管M3的发射极分别与所述PMOS场效应管M1和所述PMOS场效应管M2的源极连接并通过分压电阻Rs6与所述NPN型三极管M4的集电极连接,所述PMOS场效应管M1的栅极与所述PNP型三极管M3的集电极连接并通过分压电阻Rs4与所述NPN型三极管M4的基极连接,所述PMOS场效应管M1的漏极与所述具备MPPT的锂电容充电电路模块连接,所述NPN型三极管M4的发射极接地,所述PMOS场效应管M2的栅极也与所述NPN型三极管M4的集电极连接,其漏极与所述后级汇流排连接;
所述具备MPPT的锂电容充电电路模块包括第一锂电池充电管理芯片,所述锂电池充电管理芯片的PH引脚依次通过第一电感L和第一分压电阻Rs与所述锂电容和所述锂电容充放电控制电路模块相连接用以对所述锂电容输出充电电压,对所述锂电容充放电控制电路模块供电,所述PH引脚还依次通过第一电感L和第二分压电阻RI1与所述锂电容相连接用以对所述锂电容输出充电电流;
所述的锂电容充放电控制电路模块包括第二锂电池电源管理芯片、二极管Db1、NMOS场效应管Q4和NMOS场效应管Q5,所述第二锂电池电源管理芯片的LDO引脚依次通过所述二极管Db1和滤波电容Cb3后分别与所述NMOS场效应管Q4和所述NMOS场效应管Q5的漏极相连接,其HGATE引脚和LGATE引脚分别对应与所述NMOS场效应管Q4和所述NMOS场效应管Q5的栅极相连接,所述NMOS场效应管Q4和所述NMOS场效应管Q5的源极分别对应与所述双向逆变器的输入端正负极相连接。
2.根据权利要求1所述的一种光伏分级储能系统,其特征在于,所述的前级汇流排和所述的后级汇流排均为纯铜汇流排。
3.根据权利要求1所述的一种光伏分级储能系统,其特征在于,所述光伏电池组由多个相互并联连接的光伏电池及防电压倒灌二极管电路组成,所述防电压倒灌二极管电路包括DC-DC升压芯片、二极管D1和NMOS场效应管Q1,所述DC-DC升压芯片的GND引脚接地,其FB引脚经分压电阻R2后接地,其VIN引脚与所述光伏电池的输出端连接并通过稳压电容后接地,其LX引脚通过所述二极管D1后与所述NMOS场效应管Q1的栅极连接,所述NMOS场效应管Q1的漏极与所述光伏电池的输入端连接,其源极与所述DC-DC升压芯片的VIN引脚连接并通过稳压电容后接地。
4.根据权利要求3所述的一种光伏分级储能系统,其特征在于,所述NMOS场效应管Q1的导通内阻小于5mΩ,所述NMOS场效应管Q1的全导通条件为其栅极电压值大于其源极电压值10V。
5.根据权利要求1所述的一种光伏分级储能系统,其特征在于,所述MCU控制模块包括工业级微控制器芯片,用以强制开启或关闭光伏到所述锂电容的充电及后端对所述锂电容的充放电过程,并监控光伏板的输出电压、所述锂电容端电压和环境温度。
6.根据权利要求1所述的一种光伏分级储能系统,其特征在于,所述光伏自动检测切换电路模块的探测光照功率启动阈值为其额定功率的1%。
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