CN206564485U - 一种用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置 - Google Patents

一种用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置 Download PDF

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邢劲
高云辉
牛益国
宋�莹
贾清泉
张孟琛
王珺
宣文华
张冬升
项秉元
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秦砺寒
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State Grid Corp of China SGCC
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Qinhuangdao Power Supply Co of State Grid Jibei Electric Power Co Ltd
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Abstract

本实用新型提供了一种用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置,其特征在于,包括控制器。双向Buck‑Boost变换器,其配置为连接在所述光伏发电系统和用户端之间,并且在所述用户端的一侧还连接有铅酸蓄电池。一对电压传感器,其分别连接到所述双向Buck‑Boost变换器的所述光伏发电系统的一侧和所述用户端的一侧,并将检测到的数据发送到所述控制器。一对电流传感器,其也分别连接到所述双向Buck‑Boost变换器的所述光伏发电系统的一侧和所述用户端的一侧,并将检测到的数据发送到所述控制器。

Description

一种用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置
技术领域
本实用新型涉及一种蓄电池蓄电管理装置,具体地,涉及一种用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置。
背景技术
由于环境污染和资源短缺问题越来越受到世界各国重视,可再生能源的发展特别是光伏发电备受人们的关注。光伏发电是根据光生伏特效应原理,利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。目前存在的用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置仅能对蓄电池进行充电,在充电完成后再使用该充满电的蓄电池对用户端进行供电。
因此,本领域的技术人员急需一种用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置,其能够比较光伏发电系统的供电量和用户端的耗电量的大小,从而选择性地对蓄电池进行充放电。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于现有的蓄电池蓄电管理装置工作模式单一,不能根据需求自动地充放电。
为了克服上述缺点,本实用新型提供一种用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置,其特征在于,包括控制器。双向Buck-Boost变换器,其配置为连接在所述光伏发电系统和用户端之间,并且在所述用户端的一侧还连接有铅酸蓄电池。一对电压传感器,其分别连接到所述双向Buck-Boost变换器的所述光伏发电系统的一侧和所述用户端的一侧,并将检测到的数据发送到所述控制器。一对电流传感器,其也分别连接到所述双向Buck-Boost变换器的所述光伏发电系统的一侧和所述用户端的一侧,并将检测到的数据发送到所述控制器。PWM开关电路,其连接在所述控制器和所述双向Buck-Boost变换器之间。
优选地,本实用新型的用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置还包括数据处理设备,其与所述控制器电连接,以对所述控制器的信息进行相应处理。
优选地,本实用新型的用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置还包括温度传感器,其连接在所述控制器和所述铅酸蓄电池之间,以检测所述铅酸蓄电池的温度。
优选地,在本实用新型的用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置中,所述双向Buck-Boost变换器是半桥驱动电路。
优选地,本实用新型的用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置还包括显示器,其与所述控制器电连接,以实时显示通过所述控制器将从所述电压传感器、所述电流传感器及所述温度传感器接收到的信号。
优选地,在本实用新型的用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置中,所述电压传感器包括光电耦合器,其配置为将所述光伏发电系统与所述控制器电气隔离,并将所述用户端与所述控制器电气隔离。
优选地,在本实用新型的用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置中,所述数据处理设备为上位机,并且其通过串口与所述控制器连接。
本实用新型的有益效果在于,能够比较光伏发电系统的供电量和用户端的耗电量的大小,从而选择性地对蓄电池进行充放电。
附图说明
图1是示出了根据本实用新型的用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置的框图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的进行详细描述。
首先,本实用新型涉及的信号流处理过程均应当理解为能够通过任何已知的现有方法实现,本实用新型的重点在于构造一种用于数据采集终端的通信装置,以可支持多种通信协议,从而具有较高通信效率。本领域技术人员可以结合说明书以及后文的说明书附图构造本实用新型的结构。
光伏发电系统实际上是一个直流系统,为了能够实现蓄电池的充电和放电功能,必须使用双向直流变换器。并且,由于光伏发电系统的输出能量密度低,考虑到系统的效率问题,必须使用简单的电路结构。因此,在本实用新型的用于数据采集终端的通信装置的实施例中,选取电路拓扑结构较为简单的IR2104型半桥驱动芯片作为本实用新型的双向Buck-Boost变换器2。
在本实用新型的用于数据采集终端的通信装置的实施例中,控制器1可以使用AT89S51型单片机。
图1是示出了根据本实用新型的用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置的框图。
如图1所示,双向Buck-Boost变换器2一端与光伏发电系统3连接,并且其另一端与用户端4和铅酸蓄电池5连接。电压传感器6a连接到双向Buck-Boost变换器2的与光伏发电系统3连接的一端(在下文中,简称为光伏端3),并且电压传感器6b连接到双向Buck-Boost变换器2的与用户端4和铅酸蓄电池5连接的一端(在下文中,简称为用户端4)。电压传感器6a和电压传感器6b分别检测光伏端3和用户端4的电压,并将检测到的电压发送至控制器1。相似地,电流传感器7a连接到双向Buck-Boost变换器2的光伏端3,并且电流传感器7b连接到双向Buck-Boost变换器2的用户端4。电流传感器7a和电流传感器7b分别检测光伏端3和用户端4的电流,并将检测到的电流发送至控制器1。
控制器1根据检测到的电压和电流计算光伏发电系统3发出的电量和用户端4的用电量。
当检测到光伏发电系统3发出的电量大于用户端4的用电量时,控制器1通过PWM开关电路8向双向Buck-Boost变换器2输出使其工作在Buck模式下的PWM开关信号。在此状态下,由于光伏发电系统3的发电量已经满足用户端4的用电需求,因此铅酸蓄电池5处于充电状态。
当检测到光伏发电系统3发出的电量小于用户端4的用电量时,控制器1通过PWM开关电路8向双向Buck-Boost变换器2输出使其工作在Boost模式下的PWM开关信号。在此状态下,由于光伏发电系统3的发电量不能满足用户端4的用电需求,还需要使用铅酸蓄电池5向用户端4供电,因此铅酸蓄电池5处于放电状态。
通过控制器1控制双向Buck-Boost变换器2在Buck模式和Boost之间切换,从而实现了选择性地对铅酸蓄电池5进行充放电。
如图1所示,在本实用新型的实施例中,用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置还包括数据处理设备9,其与控制器1电连接,并实时的接收从控制器1获取的诸如光伏端3的发电量信息、用户端4的用电量信息,时间信息等,并对这些信息进行适当的处理。具体地,在本实施例中,数据处理设备9可以是诸如个人电脑的上位机。数据处理设备9可以通过串行通信电路与控制器1连接,该串行通信电路可使用MAX232型芯片。
在本实用新型的实施例中,用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置还包括温度传感器11,其连接在控制器1和铅酸蓄电池5之间,以检测所述铅酸蓄电池5的温度。在本实施例中,温度传感器11可以选择DS18B20型温度传感器。显示器10与控制器1电连接,以实时显示通过控制器1将从电压传感器6a、电压传感器6b、电流传感器7a、电流传感器7b及温度传感器11接收到的信号。在本实施例中,显示器10可以选择OCMJ4X8C型液晶显示屏,该款液晶屏可以显示字母、数字符号、中文字型及图形,具有绘图功能。
在本实用新型的实施例中,电压传感器6还可以包括光电耦合器,其能够将光伏发电系统3与控制器1电气隔离,并将用户端4与控制器1电气隔离。在本实施例中,可以选择HCNR200型光电耦合器。
以上实施例仅为本实用新型的示例性实施例,不用于限制本实用新型,本实用新型的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本实用新型的实质和保护范围内,对本实用新型做出各种修改或等同替换,这种修改或等同替换也应视为落在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置,其特征在于,包括:
控制器;
双向Buck-Boost变换器,其配置为连接在所述光伏发电系统和用户端之间,并且在所述用户端的一侧还连接有铅酸蓄电池;
一对电压传感器,其分别连接到所述双向Buck-Boost变换器的所述光伏发电系统的一侧和所述用户端的一侧,并将检测到的数据发送到所述控制器;
一对电流传感器,其也分别连接到所述双向Buck-Boost变换器的所述光伏发电系统的一侧和所述用户端的一侧,并将检测到的数据发送到所述控制器;
PWM开关电路,其连接在所述控制器和所述双向Buck-Boost变换器之间。
2.根据权利要求1所述的用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置,其特征在于,还包括数据处理设备,其与所述控制器电连接,以对所述控制器的信息进行相应处理。
3.根据权利要求2所述的用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置,其特征在于,还包括温度传感器,其连接在所述控制器和所述铅酸蓄电池之间,以检测所述铅酸蓄电池的温度。
4.根据权利要求3所述的用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置,其特征在于,所述双向Buck-Boost变换器是半桥驱动电路。
5.根据权利要求4所述的用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置,其特征在于,还包括显示器,其与所述控制器电连接,以实时显示通过所述控制器将从所述电压传感器、所述电流传感器及所述温度传感器接收到的信号。
6.根据权利要求5所述的用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置,其特征在于,所述电压传感器包括光电耦合器,其配置为将所述光伏发电系统与所述控制器电气隔离,并将所述用户端与所述控制器电气隔离。
7.根据权利要求2所述的用于光伏发电系统的蓄电池蓄电管理装置,其特征在于,所述数据处理设备为上位机,并且其通过串口与所述控制器连接。
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CN109587881A (zh) * 2018-12-18 2019-04-05 深圳源创智能照明有限公司 一种多路mppt控制电路

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