模塊化光伏充電器休眠控制裝置及其休眠控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種模塊化光伏充電器休眠控制裝置及其休眠控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在太陽能離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，模塊化光伏充電器系統(tǒng)使用越來越多，每個光伏充電模塊有獨立的控制系統(tǒng)，多個充電模塊輸出并聯(lián)對蓄電池充電，并且共用一個監(jiān)控管理模塊。
[0003]模塊化光伏充電器的充電過程分MPPT充電和穩(wěn)壓充電，在電池電壓沒有達(dá)到目標(biāo)電壓時，充電器一直進(jìn)行MPPT充電，當(dāng)電池電壓充電到目標(biāo)電壓值后，就轉(zhuǎn)為進(jìn)行穩(wěn)壓充電，蓄電池電壓維持在目標(biāo)電壓值；即MPPT充電時，需要盡可能多的將太陽能極板能量轉(zhuǎn)移到蓄電池，穩(wěn)壓充電時，只需要將一部分能量轉(zhuǎn)移到蓄電池，維持電池電壓在目標(biāo)電壓點即可，且隨著蓄電池充電越來越飽，需要的光伏能量越來越少。
[0004]因此在模塊化光伏充電器系統(tǒng)充電過程中會存在一個問題:在穩(wěn)壓充電階段，本可以少數(shù)光伏充電模塊完成的工作，卻分擔(dān)到所有的光伏充電模塊上，使得每個光伏充電模塊都在工作，這樣會加速功率器件的老化、降低功率器件的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種模塊化光伏充電器休眠控制裝置及其休眠控制方法，適時休眠部分光伏充電模塊，延緩充電模塊中功率器件的老化速度，增加光伏充電器的使用壽命。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種模塊化光伏充電器休眠控制裝置，包括一監(jiān)控模塊，所述監(jiān)控模塊分別與第I至第η光伏充電模塊連接，其特征在于:所述監(jiān)控模塊包括一信息存儲單元、一系統(tǒng)控制單元與一系統(tǒng)通信單元，所述第I至第η光伏充電模塊皆包括一溫升處理單元、一子通信單元、一工作模式控制單元、一電池電壓檢測單兀、一休眠關(guān)機單兀、一 MPPT充電單兀與一穩(wěn)壓充電單兀；
所述信息存儲單元與所述系統(tǒng)控制單元連接，用于從所述系統(tǒng)控制單元讀取各臺光伏充電模塊的溫升量Tci，，并將溫升量Tci對應(yīng)累加至信息存儲單元原有的各光伏充電模塊的溫升統(tǒng)計量Ti作為新的溫升統(tǒng)計量，保存累加結(jié)果Ti=Ti+Tci作為新的溫升統(tǒng)計量；
所述系統(tǒng)控制單元與所述信息存儲單元連接，用于當(dāng)光伏充電模塊重新開機時，從所述信息存儲單元讀取所述第I至第η光伏充電模塊的溫升統(tǒng)計量Τ1~Τη，對Τ1~Τη排序并根據(jù)排序結(jié)果及電池電壓等級確定第I至第η光伏充電模塊的輸出電壓調(diào)整量Λ i ；
所述系統(tǒng)控制單元與所述系統(tǒng)通信單元相互連接，用于將系統(tǒng)控制單元計算的各臺光伏充電模塊的輸出電壓調(diào)整量傳遞至所述系統(tǒng)通信單元，并通過所述系統(tǒng)通信單元將各臺光伏充電模塊的溫升量傳遞至所述系統(tǒng)控制單元；
所述系統(tǒng)通信單元與所述第I至第η光伏充電模塊的子通信單元分別相互連接，用于與所述子通信單元進(jìn)行通信，所述系統(tǒng)通信單元向所述子通信單元傳遞由所述系統(tǒng)控制單元計算的輸出電壓調(diào)整量，所述子通信單元向系統(tǒng)通信單元傳遞各臺光伏充電模塊的溫升量;
所述溫升處理單元與所述子通信單元輸入端連接，用于定時采集環(huán)境溫度Toi和光伏充電模塊機內(nèi)溫度Tii，并計算溫升量Tci=機內(nèi)溫度Ti1-環(huán)境溫度Toi ；
所述工作模式控制單元輸入端與所述電池電壓檢測單元、所述子通信單元輸出端連接，所述工作模式控制單元輸出端與所述休眠關(guān)機單元、MPPT充電單元以及穩(wěn)壓充電單元，用于根據(jù)所述系統(tǒng)控制單元計算的輸出電壓調(diào)整量及所述電池電壓檢測單元輸出的電池電壓，調(diào)整所述第I至第η光伏充電模塊的輸出電壓，并將調(diào)整后的輸出電壓與給定輸出電壓進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果控制光伏充電模塊進(jìn)入相應(yīng)的工作模式；
所述電池電壓檢測單元用于實時檢測光伏充電器蓄電池電壓，并將電壓值反饋至各光伏充電模塊；其中η為正整數(shù)。
[0007]在本發(fā)明一實施例中，所述休眠關(guān)機單元、MPPT充電單元以及穩(wěn)壓充電單元內(nèi)皆設(shè)置有一開關(guān)。
[0008]在本發(fā)明一實施例中，當(dāng)所述調(diào)整后的輸出電壓小于給定輸出電壓時，所述MPPT充電單元內(nèi)的開關(guān)閉合，所述光伏充電模塊進(jìn)行MPPT充電；當(dāng)所述調(diào)整后的輸出電壓等于給定輸出電壓時，所述穩(wěn)壓充電單元內(nèi)的開關(guān)閉合，所述光伏充電模塊進(jìn)行穩(wěn)壓充電；當(dāng)所述調(diào)整后的輸出電壓大于給定輸出電壓時，所述休眠關(guān)機單兀內(nèi)的開關(guān)閉合，光伏充電模塊停止工作。
[0009]一種的模塊化光伏充電器休眠控制方法，其特征在于包括如下步驟:
51??第I至第η光伏充電模塊開機后，系統(tǒng)控制單元從信息存儲單元獲取所述第I至第η光伏充電模塊的溫升統(tǒng)計量Τ1~Τη ；
52:所述系統(tǒng)控制單元對Τ1~Τη進(jìn)行排序，根據(jù)排序結(jié)果及光伏充電器電池電壓等級確定第I至第η光伏充電模塊的輸出電壓調(diào)整量AVi，其中i為整數(shù)，且I = i = η ;
53:工作模式控制單元根據(jù)所述輸出電壓調(diào)整量Λ Vi及光伏充電器電池電壓Vbat計算第i光伏充電模塊的輸出電壓值Vouti=Vbat+ Δ Vi ；
54:所述工作模式控制單元將調(diào)整后的輸出電壓Vouti與給定輸出電壓Vref比較，根據(jù)比較結(jié)果控制第i光伏充電模塊進(jìn)入相應(yīng)的工作模式；
55:溫升處理單元定時采集環(huán)境溫度Toi和光伏充電模塊機內(nèi)溫度Tii，并計算溫升量Tc1:Tci=Ti1-Toi，將所述溫升量Tci通過子通信單元及系統(tǒng)通信單元傳遞至系統(tǒng)控制單元;
56:信息存儲單元從所述系統(tǒng)控制單元獲取各臺光伏充電模塊的溫升量Tci，計算并存儲新的溫升統(tǒng)計量Ti=Ti+Tci。
[0010]在本發(fā)明一實施例中，所述步驟S2的具體步驟如下:
521:對所述溫升統(tǒng)計量Tl~Tn進(jìn)行升序排序；
522:根據(jù)光伏充電器電池電壓等級確定光伏充電模塊輸出電壓調(diào)整量單位值Λ，電池電壓等級越低，Λ越小；
523:溫升統(tǒng)計量排序為第m位的光伏充電模塊輸出電壓值調(diào)整量為(m-l)*A，其中m為整數(shù)，且I彡m彡η。
[0011]在本發(fā)明一實施例中，所述步驟S4的具體步驟如下: 541:所述第i光伏充電模塊調(diào)整后的輸出電壓Vouti小于給定輸出電壓Vref時，進(jìn)入步驟S42 ;所述第i光伏充電模塊調(diào)整后的輸出電壓Vouti等于給定輸出電壓Vref時，進(jìn)入步驟S43 ;所述第i光伏充電模塊調(diào)整后的輸出電壓Vouti大于給定輸出電壓Vref時，進(jìn)入步驟S44 ；
542:所述工作模式控制單元閉合MPPT充電單元內(nèi)的開關(guān)，所述第i光伏充電模塊進(jìn)入MPPT工作模式；
543:所述工作模式控制單元閉合穩(wěn)壓充電單元內(nèi)的開關(guān)，所述第i光伏充電模塊進(jìn)入穩(wěn)壓工作模式；
544:所述工作模式控制單元閉合休眠關(guān)機單元內(nèi)的開關(guān)，所述第i光伏充電模塊進(jìn)入休眠關(guān)機工作模式。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:
1、本發(fā)明根據(jù)各光伏充電模塊的溫升統(tǒng)計量對其啟停進(jìn)行控制，保證各光伏充電模塊的溫升統(tǒng)計量趨于一致，進(jìn)而保證各光伏充電模塊的工作時間基本一致；
2、本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)各光伏充電模塊工作模式的智能切換,適時休眠部分光伏充電模塊，延緩其功率器件的老化速度，延長其功率器件的使用壽命；
3、本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)各光伏充電模塊的輪換休眠，增加光伏充電器的使用壽命。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明模塊化光伏充電器休眠裝置框圖。
[0014]圖2是本發(fā)明模塊化光伏充電器休眠控制方法流程圖。
[0015]圖3是本發(fā)明第I至第η光伏充電模塊工作模式切換示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0017]請參照圖1，本實施例提供一種模塊化光伏充電器休眠控制裝置，包括一監(jiān)控模塊，所述監(jiān)控模塊分別與第I至第η光伏充電模塊連接，其特征在于:所述監(jiān)控模塊包括一信息存儲單元、一系統(tǒng)控制單元與一系統(tǒng)通信單元，所述第I至第η光伏充電模塊皆包括一溫升處理單元、一子通信單元、一工作模式控制單元、一電池電壓檢測單元、一休眠關(guān)機單元、一 MPPT充電單元與一穩(wěn)壓充電單元；
所述信息存儲單元與所述系統(tǒng)控制單元連接，用于從所述系統(tǒng)控制單元讀取各臺光伏充電模塊的溫升量Tci，并將溫升量Tci對應(yīng)累加至信息存儲單元原有的各光伏充電模塊的溫升統(tǒng)計量Ti，保存累加結(jié)果Ti=Ti+Tci作為新的溫升統(tǒng)計量；
所述系統(tǒng)控制單元與所述系統(tǒng)存儲單元連接，用于當(dāng)光伏充電模塊重新開機時，從所述信息存儲單元讀取所述第I至第η光伏充電模塊的溫升統(tǒng)計量Τ1~Τη，對Τ1~Τη排序并根據(jù)排序結(jié)果及電池電壓等級確定第I至第η光伏充電模塊的輸出電壓調(diào)整量Λ i ；
所述系統(tǒng)控制單元與所述系統(tǒng)通信單元相互連接，用于將系統(tǒng)控制單元計算的各臺光伏充電模塊的輸出電壓調(diào)整量傳遞至所述系統(tǒng)通信單元，并通過所述系統(tǒng)通信單元將各臺光伏充電模塊的溫升量傳遞至所述系統(tǒng)控制單元；
所述系統(tǒng)通信單元與所述第I至第η光伏充電模塊的子通信單元分別相互連接，用于與所述子通信單元進(jìn)行通信，所述系統(tǒng)通信單元向所述子通信單元傳遞由所述系統(tǒng)控制單元計算的輸出電壓調(diào)整量，所述子通信單元向系統(tǒng)通信單元傳遞各臺光伏充電模塊的溫升量;
所述溫升處理單元與所述子通信單元輸入端連接，用于定時采集環(huán)境溫度Toi和光伏充電模塊機內(nèi)溫度Tii，并計算溫升量Tci=機內(nèi)溫度Ti1-環(huán)境溫度Toi ；
所述工作模式控制單元輸入端與所述電池電壓檢測單元、所述子通信單元輸出端連接，所述工作模式控制單元輸出端與所述休眠關(guān)機單元、MPPT充電單元以及穩(wěn)壓充電單元，用于根據(jù)所述系統(tǒng)控制單元計算的輸出電壓調(diào)整量及所述電池電壓檢測單元輸出的電池電壓，調(diào)整所述第I至第η光伏充電模塊的輸出電壓，并將調(diào)整后的輸出電壓與給定輸出電壓進(jìn)行比較，根據(jù)比較結(jié)果控制光伏充電模塊進(jìn)入相應(yīng)的工作模式；
所述電池電壓檢測單元用于實時檢測光伏充電器蓄電池電壓，并將電壓值反饋至各光伏充電模塊；其中η為正整數(shù)。
[0018]于本實施例中，所述休眠關(guān)機單元、MPPT充電單元以及穩(wěn)壓充電單元內(nèi)皆設(shè)置有一開關(guān)。
[0019]于本實施例中，當(dāng)所述調(diào)整后的輸出電壓小于給定輸出電壓時，所述MPPT充電單元內(nèi)的開關(guān)閉合，所述光伏充電模塊進(jìn)行MPPT充電；當(dāng)所述調(diào)整后的輸出電壓等于給定輸出電壓時，所述穩(wěn)壓充電單元內(nèi)的開關(guān)閉合，所述光伏充電模塊進(jìn)行穩(wěn)壓充電；當(dāng)所述調(diào)整后的輸出電壓大于給定輸出電壓時，所述休眠關(guān)機單兀內(nèi)的開關(guān)閉合，光伏充電模塊停止工作。
[0020]請參照圖2，本實施例提供一種的模塊化光伏充電器休眠控制方法，其特征在于包括如下步驟:
51??第I至第η光伏充電模塊開機后，系統(tǒng)控制單元從信息存儲單元獲取所述第I至第η光伏充電模塊的溫升統(tǒng)計量Τ1~Τη ；
52:所述系統(tǒng)控制單元對Τ1~Τη進(jìn)行排序，根據(jù)排序結(jié)果及光伏充電器電池電壓等級