一种光伏与市电智能切换动态互补的充电方法

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，特别涉及一种光伏与市电智能切换动态互补的充电方法。

背景技术

随着经济持续高速发展，能源需求、环境污染、生态恶化等问题也在逐渐加深，能源供需矛盾日益突出，进而寻找、研究新能源是解决能源短缺必然手段，而太阳能属于可再生能源，因此光伏发电成为一种有效而清洁的太阳能利用方式，所以太阳能光伏发电成为一个令人瞩目的研究领域。由于光伏发电受外部因素影响，稳定性较差，如：昼夜更替，阴晴雨雪等不良天气影响使得太阳能的辐照度不足，无法持续稳定地为充电系统或者负载提供能量。

申请号为201310484445.7，发明创造名称为“家用太阳能供电系统及其与市电切换方法”的专利申请，该方法是通过检测太阳能供电系统的电能质量进行评估，根据评估的等级，通过电源切换控制器切换光伏发电或者市电为用户供给电能；即当太阳能辐照度不足时，切换为市电进行供电；太阳能辐照度充足时，切换为光伏发电系统进行供电；因而该方法无法进行光电与市电的混合使用，无法最大限度地发挥系统的投入与产出比。

发明内容

本发明的主要目的在于提供了一种光伏与市电智能切换动态互补的充电方法，解决上述背景技术中太阳能与市电进行互补供电中，只是根据太阳能辐强度进行切换，无法充分发挥利用光伏发电系统的问题。

为实现上述目的，本发明公开了一种光伏与市电智能切换动态互补的充电方法，其特征在于，包括如下步骤：

预设基于电池剩余电量百分比的第一充电转换条件；

获取电池当前剩余电量百分比，根据所述第一充电转换条件，选择光伏或/和市电进行电池充电；

所述第一充电转换条件包括电池剩余电量百分比的第一限值，所述电池剩余电量百分比的第一限值小于100％；

若电池当前剩余电量百分比小于等于所述第一限值，则采用光伏与市电互补或者光伏充电；

若电池当前剩余电量百分比大于所述第一限值且小于100％，则采用光伏充电；

所述充电过程中，通过在光伏电源和市政电源线路上分别安装Mos管，通过控制Mos管的PWM波的启停来切换光伏或市电充电，并根据预设的光伏充电最小电压V

进一步的，所述充电过程中设置有第二充电转换条件；

实时检测电池当前剩余电量百分比，基于实时检测电池当前剩余电量百分比确定电池当前剩余电量百分比的变化状态，基于所述第二充电转换条件以及所述电池当前剩余电量百分比的变化状态选择所述光伏与市电互补充电或者光伏充电；

其中，所述第二充电转换包括电池剩余电量百分比的第二限值，所述电池剩余电量百分比的第二限值小于所述电池剩余电量百分比的第一限值；

即：电池当前剩余电量百分比从所述第二限值增加至所述第一限值的阶段中，则采用所述光伏与市电互补充电；

电池当前剩余电量百分比从所述第一限值降低至所述第二限值的阶段中，则采用光伏充电。

进一步的，所述光伏与市电互补充电过程包括：

A1、通过控制器采集当前光伏电压V

A2、判断当前光伏电压V

A3、开启所述光伏充电的PWM1波、开启所述市电充电的PWM2波；

A4、判断电池充电电流I

若电池充电电流I

若电池充电电流I

若电池充电电流I

A5、关闭所述光伏充电的PWM1波，开启所述市电充电的PWM2波；

A6、判断当前电池充电电流I

若是，则增大所述市电充电电路上Mos管的PWM2波；

若否，则减小所述市电充电电路上Mos管的PWM2波；

A7、结束光伏与市电互补充电，然后重新获取电池当前剩余电量百分比，根据所述充电转换条件，再次选择光伏或/和市电进行电池充电。

进一步的，所述光伏充电过程包括：

B1、判断当前光伏电压V

B2、开启所述光伏充电的PWM1波、关闭所述市电充电的PWM2波；

B3、判断电池充电电流I

若电池充电电流I

若电池充电电流I

若电池充电电流I

B4、关闭所述光伏充电的PWM1波以及关闭市电充电的PWM2波；

B5、结束光伏充电过程，然后重新获取电池当前剩余电量百分比，根据所述充电转换条件，再次选择光伏或/和市电进行电池充电。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明通过将光伏充电系统与市电充电系统通过控制器连接在一起，在使用的过程中，当光电不足时，将市电作用充电主系统对蓄电池进行充电，光伏充电系统进行辅助充电；光电充足时，将光伏充电系统的输出调节到最大限流值处对蓄电池进行充电，若是负载所需要的电能过大时，则通过市电进行补充，使得光电与市电的混合使用，最大限度地发挥系统的投入与产出比，提供光电的利用率，减少市电的使用，降低光电的浪费。

2.本发明中使用Mos管切换光伏或市电充电功能，使得系统的响应速度快，抗干扰能力强；同时，也是整个系统的体积小，占用空间少，使用寿命更长。

附图说明

图1为本发明提供的一种光伏与市电智能切换动态互补的充电方法的流程图；

图2为发明提供的一种光伏与市电智能切换动态互补的充电方法中光伏与市电互补充电；

图3为发明提供的一种光伏与市电智能切换动态互补的充电方法中光伏充电原理图；

图4为发明提供的一种光伏与市电智能切换动态互补的充电方法的系统连接原理图一；

图5为发明提供的一种光伏与市电智能切换动态互补的充电方法的系统连接原理图二。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公安开一种光伏与市电智能切换动态互补的充电方法，包括如下步骤：

预设基于电池剩余电量百分比的第一充电转换条件；

获取电池当前剩余电量百分比，根据第一充电转换条件，选择光伏或/和市电进行电池充电；

充电转换条件包括电池剩余电量百分比的第一限值，电池剩余电量百分比的第一限值小于100％；

若电池当前剩余电量百分比小于第一限值，则采用光伏与市电互补或者光伏充电；

若电池当前剩余电量百分比大于第一限值且小于100％，则采用光伏充电；使光伏充电系统得到最大化的使用，节约市政所提供的电源，提高光伏电能的利用率。

充电过程中，通过在光伏电源和市政电源线路上分别安装Mos管，通过控制Mos管的PWM波的启停来切换光伏或市电充电，使得系统的响应速度快，抗干扰能力强；同时，也是整个系统的体积小，占用空间少，使用寿命更长。并根据预设的光伏充电最小电压V

充电过程中设置有第二充电转换条件；

实时检测电池当前剩余电量百分比，基于实时检测电池当前剩余电量百分比确定电池当前剩余电量百分比的变化状态，基于所述第二充电转换条件以及电池当前剩余电量百分比的变化状态选择光伏与市电互补充电或者光伏充电

其中，第二充电转换条件还包括电池剩余电量百分比的第二限值，电池剩余电量百分比的第二限值小于电池剩余电量百分比的第一限值；

即：电池当前剩余电量百分比从第二限值增加至第一限值的阶段中，则采用光伏与市电互补充电；

电池当前剩余电量百分比从第一限值降低至第二限值的阶段中，则采用光伏充电。

进一步的，光伏与市电互补充电过程包括：

A1、通过控制器采集当前光伏电压V

A2、判断当前光伏电压V

A3、开启光伏充电的PWM1波、开启市电充电的PWM2波；

A4、判断电池充电电流I

若电池充电电流I

若电池充电电流I

若电池充电电流I

A5、关闭光伏充电的PWM1波，开启市电充电的PWM2波；

A6、判断当前电池充电电流I

若是，则增大市电充电电路上Mos管的PWM2波；

若否，则减小市电充电电路上Mos管的PWM2波；

A7、结束光伏与市电互补充电，然后重新获取电池当前剩余电量百分比，根据充电转换条件，再次选择光伏或/和市电进行电池充电。

光伏充电过程包括：

B1、判断当前光伏电压V

B2、开启光伏充电的PWM1波、关闭市电充电的PWM2波；

B3、判断电池充电电流I

若电池充电电流I

若电池充电电流I

若电池充电电流I

B4、关闭光伏充电的PWM1波以及关闭市电充电的PWM2波；

B5、结束光伏充电过程，然后重新获取电池当前剩余电量百分比，根据充电转换条件，再次选择光伏或/和市电进行电池充电。

以下结合实施例对本发明所公开的一种光伏与市电智能切换动态互补的充电方法进行解释和说明。

如图1-图3所示，本发明提供了一种光伏与市电智能切换动态互补的充电方法的一个实施例：

预设基于电池剩余电量百分比的第一充电转换条件；

获取电池当前剩余电量百分比，根据第一充电转换条件，选择光伏或/和市电进行电池充电；

第一充电转换条件包括电池剩余电量百分比的第一限值，电池剩余电量百分比的第一限值小于100％；

即电池剩余电量百分比的第一限值为60％。

若电池当前剩余电量百分比SOC小于第一限值60％，则采用光伏与市电互补充电或者光伏充电；

若电池当前剩余电量百分比SOC大于第一限值60％且小于100％，则采用光伏充电；

预设的光伏充电最小电压V

预设的光伏充电最大电压V

预设的光伏支路电池充电限流值I

预设的市电充电支路电池限流值I

预设的光伏组件最大功率点电压V

参见图2，光伏与市电互补充电过程具体包括如下步骤：

A1、并通过控制器采集当前光伏电压V

A2、判断当前光伏电压V

A3、开启光伏充电的PWM1波、开启市电充电的PWM2波，使得光伏充电与市电充电同时进行工作对电池进行充电；初始时，光伏支路电池充电电流与当前市电支路电池充电电流的值为零，然后同步进行调节，使得两者等量增大；

A4、判断当前电池充电电流I

若电池充电电流I

若电池充电电流I

若当前电池充电电流I

A5、关闭光伏充电的PWM1波，开启市电充电的PWM2波，使得市电充电电路进行工作，对电池进行充电；

A6、判断当前电池充电电流I

若是，则增大市电充电电路上Mos管的PWM2波，即I

若否，则减小市电充电电路上Mos管的PWM2波，即I

A7、结束光伏与市电互补充电，然后重新获取电池当前剩余电量百分比，根据充电转换条件，再次选择光伏或/和市电进行电池充电。

参见图3，光伏充电过程包括：

B1、判断当前光伏电压V

B2、开启光伏充电的PWM1波、关闭市电充电的PWM2波，使得光伏充电电路开始工作，对电池进行充电；

B3、判断电池充电电流I

若电池充电电流I

若电池充电电流I

若电池充电电流I

B4、关闭光伏充电的PWM1波以及关闭市电充电的PWM2波，停止光伏充电系统以及市电充电系统对电池进行充电；

B5、结束光伏充电过程，然后重新获取电池当前剩余电量百分比，根据充电转换条件，再次选择光伏或/和市电进行电池充电。

进一步的，在光伏与市电进行互充电过程中：

充电过程中设置有第二充电转换条件，第二充电转换条件包括电池剩余电量百分比的第二限值，电池剩余电量百分比的第二限值小于电池剩余电量百分比的第一限值，即电池剩余电量百分比的第二限值为40％。

实时检测电池当前剩余电量百分比，基于实时检测电池当前剩余电量百分比确定电池当前剩余电量百分比的变化状态，基于第二充电转换条件以及所述电池当前剩余电量百分比的变化状态选择光伏与市电互补充电或者光伏充电。

电池在使用过程中进行充电，若电池当前剩余电量百分比SOC从第二限值40％增加至第一限值60％的阶段中，则采用光伏与市电互补充电；

电池当前剩余电量百分比SOC从第一限值60％降低至第二限值40％的阶段中，则采用光伏充电。

图4和图5中公开了本发明关于实现一种光伏与市电智能切换动态互补的充电方法的系统连接原理图，从图4和图5中可了解到，光伏充电系统与市电充电系统的输出端通过控制器连接电池，通过控制器的控制，改变光伏充电系统与市电充电系统PWM的占空比，进而调节光伏充电系统与市电充电系统的电流输出。

本发明将光伏充电系统与市电充电系统结合对蓄电池进行互补充电，且充电过程中，光电充足的情况下，通过调节光伏充电系统中PWM1的占空比以及市电充电系统中PWM2的占空比，使得光伏充电系统的输出电流最大，蓄电池所缺少的通过市电充电系统进行补充，使得光电得到最大限度的使用，降低光伏的废弃率。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。