CN117631718A - 一种适用于光伏储能微电网的电池板管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于光伏储能微电网的电池板管理系统，与现有技术比较，本发明的电池板管理系统包括对光伏电池板的温度进行降温处理的降温模块、对光伏电池板的温度情况进行监控的监测模块和对监测模块的监测情况进行分析以适应调控降温模块的作业的调节模块。本发明采用不同级别的降温策略，根据实时监测的温度、持续作业时长和其他参数自适应地调整水溶液的流速和降温温度，通过智能降温控制，系统有效减少资源消耗，同时提高光伏储能效率。

Description

一种适用于光伏储能微电网的电池板管理系统

技术领域

本发明涉及光伏发电领域，尤其涉及一种适用于光伏储能微电网的电池板管理系统。

背景技术

温度升高会导致光伏电池板吸收太阳能光子的能力下降。这会降低电池板的光吸收效率，从而降低电能转换效率。随着温度的升高，光伏电池板的电阻损耗也会增加，因为电子和电洞在高温下更容易散射，这会导致能量损失。电阻损耗的增加会降低电能转换效率。为了维持光伏电池板的温度在合适的范围内，采用冷却措施，能够帮助太阳电伏板降低温度，从而提高电能转换效率。

经过大量检索发现存在的现有技术如现有技术公开的CN111669122A、CN112994614B、CN106130472B和CN102709375B，如现有技术公开的一种光伏电池板自动降温系统及其降温方法，包括加热结构、液压结构、冷却结构、底板和光伏固定板；所述底板设于光伏固定板下方且在垂直投影方向上与光伏固定板外形相同；所述加热结构和冷却结构铺设于底板且通过液压结构传动相连接；所述加热结构通过驱动液压结构使冷却结构内部的冷却液进入光伏固定板内对光伏电池板进行冷却，当冷却液温度升至设定值时返回所述冷却结构散热；驱动装置通过调节可调凹镜的摆放角度，改变吸热机构的光线接收量；通过设置蓄能管路对弹射结构蓄能与释放，使冷却液以压射状态迅速进入光伏固定板。

为了解决本领域普遍存在的光伏电池板降温效率低，不能根据光伏电池板的情况进行适应性降温作业等等问题，作出了本发明。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前本领域所存在的不足，提出了一种适用于光伏储能微电网的电池板管理系统。

为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：

一种适用于光伏储能微电网的电池板管理系统，光伏储能微电网包括用于将太阳能转化成电能的光伏电池板、对光伏电池板进行支撑固定的支持架、用于对光伏电池板所转换的电能进行储存的储能电池和用于测量和记录储能电池的电力存储和使用的智能电表，电池板管理系统包括对光伏电池板的温度进行降温处理的降温模块、对光伏电池板的温度情况进行监控的监测模块和对监测模块的监测情况进行分析以适应调控降温模块的作业的调节模块，

所述降温模块包括若干个呈蛇形盘旋敷设于光伏电池板的板底壁的第一传水管、若干个呈蛇形盘旋敷设于光伏电池板的板底壁的第二传水管、对第一传水管的其中一端进行水溶液供送的第一供液单元、对第二传水管的其中一端进行水溶液供送的第二供液单元、对第一传水管和第二传水管传输完成的水溶液进行接收的接收箱和将接收箱内的溶液分别传输至第一供液单元和第二供液单元的回流单元。

进一步的，所述第一供液单元包括第一储液箱、将第一储液箱与第一传水管分别连通设置的第一连接管和驱动第一储液箱内水溶液至第一传水管内的第一液泵，所述第二供液单元包括第二储液箱、将第二储液箱与第二传水管分别连通设置的第二连接管、控制各第二传水管与第二连接管的连通情况的电控阀、驱动第二储液箱内水溶液至第二传水管内的第二液泵和对第二储液箱内水溶液进行降温处理的降温装置，

其中，第一连接管和第一液泵的数量相同，第二连接管、电控阀和第二液泵的数量相同，电控阀的数量为m个。

进一步的，所述监测模块包括对第一储液箱内的温度进行监测的第一温度传感器、对第二储液箱内的温度进行监测的第二温度传感器、对光伏电池板所在的户外温度进行监测的第三温度传感器和对光伏电池板的温度进行监测的第四温度传感器。

进一步的，所述调节模块包括用于控制接收箱内的水溶液定期回流至第一储液箱和第二储液箱内的回流控制单元和对监测模块的监测数据进行接收和分析以获得降温模块的具体作业指令的适应降温单元。

进一步的，以光伏电池板的当前持续作业时长为DUR、第一温度传感器所监测的温度值为TEMP1、第二温度传感器所监测的温度值为TEMP2、第三温度传感器所监测的温度值为TEMP3、第四温度传感器所监测的温度值为TEMP4、降温装置的降温温度为WEN，以第一液泵控制第一储液箱内水溶液从第一储液箱流至第一连接管的流速为FLRA、第二液泵控制第二储液箱内水溶液从第二储液箱流至第二连接管的流速为FLRB和电控阀的开启数量为NUM，其中，当前持续作业时长为光伏电池板持续产生可用电流的时间，当前持续作业时长由智能电表获得，

所述适应降温单元的降温作业通过下列步骤实现：

S101：在TEMP4不大于预设的第一级别温度值path1，同时DUR不大于第一对照时长compa1时，生成低强度降温指令并将低强度降温指令发送至所述降温模块进行低强度降温作业，

，

其中，低强度降温指令中，为预设的低强度流速，/>为预设的标定温度，α为与温度相关的第一流速关系系数，/>为第一流速关系系数的优先级相关参数，T1为预设的第一作业温度，

S102：在DUR大于第一对照时长compa1或者时，生成中强度降温指令并将中强度降温指令发送至所述降温模块进行中强度降温作业，其中，path2为预设的第二级别温度值，其中，中强度降温指令对应的NUM、FLRA、FLRA、WEN的作业情况如下：

NUM==，

，

，

，

其中，k1和k2为正整数，为与时长相关的第一矫正流速转换系数，c1为/>的优先级相关参数，/>为与温度相关的第二矫正流速转换系数，c2为/>的优先级相关参数，/>，c3为/>的优先级相关参数，/>为第一温度转换系数，b1为/>的优先级相关参数，/>为第二温度转换系数，b2为/>的优先级相关参数，

S103：在不小于第二级别温度值path2时，停止降温模块的降温作业，同时通过通讯发送至预设终端设备以通知工作人员光伏电池板的异常。

本发明所取得的有益效果是：

1.本发明通过降温模块对光伏电池板进行自适应降温处理，从而提高太阳能光伏发电的效率，同时本发明的系统通过电控阀、液泵等组件实现对水溶液的精确控制，同时具备智能电表等功能，提高了系统的可控性和智能化水平。

2.本发明的回流单元具备回流控制作用，能够在每天到达预设时间点后，自动驱动回流液泵将接收箱内的水溶液回流至第一和第二储液箱，这有助于维持储液箱内的水溶液供应，确保第一储液箱和第二储液箱在夜间或不能进行太阳能储能作业时有足够的储液，有效减少能源和水溶液消耗，实现节能效果，并有效利用资源，提高系统的经济性。

3.本发明的系统采用不同级别的降温策略，根据实时监测的温度、持续作业时长和其他参数自适应地调整水溶液的流速和降温温度，通过智能降温控制，系统有效减少资源消耗，降低了对能源和水溶液的依赖，从而有助于节约能源和减少环境影响，并且通过实时通知异常能够及时停止降温操作并通知工作人员，以防止可能的过热和损害光伏电池板，增强了系统的安全性和可维护性。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1为本发明的适用于光伏储能微电网的电池板管理系统的模块化示意图。

图2为本发明的光伏储能微电网的结构示意图。

图3为本发明的降温模块的部分结构示意图。

图4为本发明的降温模块的模块化示意图。

降温模块附图标号说明：1-光伏电池板；2-支持架；3-第一连接管；4-光伏电池板的板底壁；5-第一传水管；6-第一接收管；7-第二接收管；8-第二传水管；9-第二连接管。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；要指出的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限制本案。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。并且关于附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例一：结合附图1、附图2、附图3附图4，本实施例构造了一种适用于光伏储能微电网的电池板管理系统,光伏储能微电网包括用于将太阳能转化成电能的光伏电池板、对光伏电池板进行支撑固定的支持架、用于对光伏电池板所转换的电能进行储存的储能电池和用于测量和记录储能电池的电力存储和使用的智能电表，电池板管理系统包括对光伏电池板的温度进行降温处理的降温模块、对光伏电池板的温度情况进行监控的监测模块和对监测模块的监测情况进行分析以适应调控降温模块的作业的调节模块，

所述降温模块包括若干个呈蛇形盘旋敷设于光伏电池板的板底壁的第一传水管、若干个呈蛇形盘旋敷设于光伏电池板的板底壁的第二传水管、对第一传水管的其中一端进行水溶液供送的第一供液单元、对第二传水管的其中一端进行水溶液供送的第二供液单元、对第一传水管和第二传水管传输完成的水溶液进行接收的接收箱和将接收箱内的溶液分别传输至第一供液单元和第二供液单元的回流单元，

所述第一供液单元包括第一储液箱、将第一储液箱与第一传水管分别连通设置的第一连接管和驱动第一储液箱内水溶液至第一传水管内的第一液泵，所述第二供液单元包括第二储液箱、将第二储液箱与第二传水管分别连通设置的第二连接管、控制各第二传水管与第二连接管的连通情况的电控阀、驱动第二储液箱内水溶液至第二传水管内的第二液泵和对第二储液箱内水溶液进行降温处理的降温装置，

其中，第一连接管和第一液泵的数量相同，第二连接管、电控阀和第二液泵的数量相同，电控阀的数量为m个，

所述监测模块包括对第一储液箱内的温度进行监测的第一温度传感器、对第二储液箱内的温度进行监测的第二温度传感器、对光伏电池板所在的户外温度进行监测的第三温度传感器和对光伏电池板的温度进行监测的第四温度传感器，

本发明通过降温模块对光伏电池板进行自适应降温处理，从而提高太阳能光伏发电的效率，同时本发明的系统通过电控阀、液泵等组件实现对水溶液的精确控制，同时具备智能电表等功能，提高了系统的可控性和智能化水平。

实施例二：结合附图1、附图2、附图3附图4，除了包含以上实施例的内容以外，还在于,所述调节模块包括用于控制接收箱内的水溶液定期回流至第一储液箱和第二储液箱内的回流控制单元和对监测模块的监测数据进行接收和分析以获得降温模块的具体作业指令的适应降温单元，

其中，以光伏电池板的当前持续作业时长为DUR、第一温度传感器所监测的温度值为TEMP1、第二温度传感器所监测的温度值为TEMP2、第三温度传感器所监测的温度值为TEMP3、第四温度传感器所监测的温度值为TEMP4、降温装置的降温温度为WEN，以第一液泵控制第一储液箱内水溶液从第一储液箱流至第一连接管的流速为FLRA、第二液泵控制第二储液箱内水溶液从第二储液箱流至第二连接管的流速为FLRB和电控阀的开启数量为NUM，其中，当前持续作业时长为光伏电池板持续产生可用电流的时间，当前持续作业时长由智能电表获得，

所述回流单元包括接收箱、将接收箱与所述第一传水管的另一端连通设置的第一接收管、将接收箱与所述第二传水管的另一端连通设置的第二接收管、将接收箱与第一出液箱连通设置的第一回流管、将接收箱与第二储液箱连通设置的第二回流管、驱动接收箱内的水溶液从第一回流管流动至第一储液箱的第一回流液泵和驱动接收箱内的水溶液从第二回流管流动至第二出液箱的第二回流液泵，

在每天到达预设时间点后，所述回流控制单元用于控制第一回流液泵和第二回流液泵分别将所述接收箱内的水溶液驱动至第一储液箱和第二储液箱内，其中，预设时间点为不能进行太阳能储能作业的时区内，

本发明的回流单元具备回流控制作用，能够在每天到达预设时间点后，自动驱动回流液泵将接收箱内的水溶液回流至第一和第二储液箱，这有助于维持储液箱内的水溶液供应，确保第一储液箱和第二储液箱在夜间或不能进行太阳能储能作业时有足够的储液，有效减少能源和水溶液消耗，实现节能效果，并有效利用资源，提高系统的经济性。

实施例三：结合附图1、附图2、附图3附图4，除了包含以上实施例的内容以外，还在于,所述适应降温单元的降温作业通过下列步骤实现：

S101：在TEMP4不大于预设的第一级别温度值path1，同时DUR不大于第一对照时长compa1时，生成低强度降温指令并将低强度降温指令发送至所述降温模块进行低强度降温作业，

，

其中，低强度降温指令中，为预设的低强度流速，/>为预设的标定温度，α为与温度相关的第一流速关系系数，/>为第一流速关系系数的优先级相关参数，T1为预设的第一作业温度，

S102：在DUR大于第一对照时长compa1或者时，生成中强度降温指令并将中强度降温指令发送至所述降温模块进行中强度降温作业，其中，path2为预设的第二级别温度值，其中，中强度降温指令对应的NUM、FLRA、FLRA、WEN的作业情况如下：

NUM==

，

，

，

其中，k1和k2为正整数，为与时长相关的第一矫正流速转换系数，c1为/>的优先级相关参数，/>为与温度相关的第二矫正流速转换系数，c2为/>的优先级相关参数，/>，c3为/>的优先级相关参数，/>为第一温度转换系数，b1为/>的优先级相关参数，/>为第二温度转换系数，b2为/>的优先级相关参数，

S103：在不小于第二级别温度值path2时，停止降温模块的降温作业，同时通过通讯发送至预设终端设备以通知工作人员光伏电池板的异常。

其中，path1、path2、compa1、、/>、α、/>、T1、k1、k2、/>、c1、/>、c2、/>、c3、/>、b1、/>和b2分别由本领域技术人员基于历史经验样本数据以及大量重复实验训练获得，在此不作赘述，

本发明的系统采用不同级别的降温策略，根据实时监测的温度、持续作业时长和其他参数自适应地调整水溶液的流速和降温温度，通过智能降温控制，系统有效减少资源消耗，降低了对能源和水溶液的依赖，从而有助于节约能源和减少环境影响，并且通过实时通知异常能够及时停止降温操作并通知工作人员，以防止可能的过热和损害光伏电池板，增强了系统的安全性和可维护性。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。并且应当理解，在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (5)

1.一种适用于光伏储能微电网的电池板管理系统，光伏储能微电网包括用于将太阳能转化成电能的光伏电池板、对光伏电池板进行支撑固定的支持架、用于对光伏电池板所转换的电能进行储存的储能电池和用于测量和记录储能电池的电力存储和使用的智能电表，其特征在于，电池板管理系统包括对光伏电池板的温度进行降温处理的降温模块、对光伏电池板的温度情况进行监控的监测模块和对监测模块的监测情况进行分析以适应调控降温模块的作业的调节模块，

所述降温模块包括若干个呈蛇形盘旋敷设于光伏电池板的板底壁的第一传水管、若干个呈蛇形盘旋敷设于光伏电池板的板底壁的第二传水管、对第一传水管的其中一端进行水溶液供送的第一供液单元、对第二传水管的其中一端进行水溶液供送的第二供液单元、对第一传水管和第二传水管传输完成的水溶液进行接收的接收箱和将接收箱内的溶液分别传输至第一供液单元和第二供液单元的回流单元。

2.如权利要求1所述的电池板管理系统，其特征在于，所述第一供液单元包括第一储液箱、将第一储液箱与第一传水管分别连通设置的第一连接管和驱动第一储液箱内水溶液至第一传水管内的第一液泵，所述第二供液单元包括第二储液箱、将第二储液箱与第二传水管分别连通设置的第二连接管、控制各第二传水管与第二连接管的连通情况的电控阀、驱动第二储液箱内水溶液至第二传水管内的第二液泵和对第二储液箱内水溶液进行降温处理的降温装置，

其中，第一连接管和第一液泵的数量相同，第二连接管、电控阀和第二液泵的数量相同，电控阀的数量为m个。

3.如权利要求2所述的电池板管理系统，其特征在于，所述监测模块包括对第一储液箱内的温度进行监测的第一温度传感器、对第二储液箱内的温度进行监测的第二温度传感器、对光伏电池板所在的户外温度进行监测的第三温度传感器和对光伏电池板的温度进行监测的第四温度传感器。

4.如权利要求3所述的电池板管理系统，其特征在于，所述调节模块包括用于控制接收箱内的水溶液定期回流至第一储液箱和第二储液箱内的回流控制单元和对监测模块的监测数据进行接收和分析以获得降温模块的具体作业指令的适应降温单元。

5.如权利要求4所述的电池板管理系统，其特征在于，以光伏电池板的当前持续作业时长为DUR、第一温度传感器所监测的温度值为TEMP1、第二温度传感器所监测的温度值为TEMP2、第三温度传感器所监测的温度值为TEMP3、第四温度传感器所监测的温度值为TEMP4、降温装置的降温温度为WEN，以第一液泵控制第一储液箱内水溶液从第一储液箱流至第一连接管的流速为FLRA、第二液泵控制第二储液箱内水溶液从第二储液箱流至第二连接管的流速为FLRB和电控阀的开启数量为NUM，其中，当前持续作业时长为光伏电池板持续产生可用电流的时间，当前持续作业时长由智能电表获得，

所述适应降温单元的降温作业通过下列步骤实现：

S101：在TEMP4不大于预设的第一级别温度值path1，同时DUR不大于第一对照时长compa1时，生成低强度降温指令并将低强度降温指令发送至所述降温模块进行低强度降温作业，

，

其中，低强度降温指令中，为预设的低强度流速，/>为预设的标定温度，α为与温度相关的第一流速关系系数，/>为第一流速关系系数的优先级相关参数，T1为预设的第一作业温度，

S102：在DUR大于第一对照时长compa1或者时，生成中强度降温指令并将中强度降温指令发送至所述降温模块进行中强度降温作业，其中，path2为预设的第二级别温度值，其中，中强度降温指令对应的NUM、FLRA、FLRA、WEN的作业情况如下：

NUM==，

，

，

，

其中，k1和k2为正整数，为与时长相关的第一矫正流速转换系数，c1为/>的优先级相关参数，/>为与温度相关的第二矫正流速转换系数，c2为/>的优先级相关参数，，c3为/>的优先级相关参数，/>为第一温度转换系数，b1为/>的优先级相关参数，/>为第二温度转换系数，b2为/>的优先级相关参数，

S103：在不小于第二级别温度值path2时，停止降温模块的降温作业，同时通过通讯发送至预设终端设备以通知工作人员光伏电池板的异常。