一种高功率离网光伏控制器的双重保护系统及其方法与流程

文档序号:12277093阅读:318来源:国知局

本发明属于光伏控制器的技术领域,涉及到控制器的双重保护系统,具体涉及到一种高功率离网光伏控制器的双重保护系统。



背景技术:

目前世界上传统能源日益减少,各国均面临着不同程度的能源危机,解决能源短缺成为越来越重要的议题,同时传统能源消耗所造成的环境污染也日趋严重。积极发展新能源,特别是利用太阳能发电来解决照明问题,成为一个切实可行的新能源发展切入点,目前市场上已有各种规格的光伏控制器,广泛应用于道路、学校、居民区、广场等公共场合的太阳能互补系统中。

光伏控制器是离网电站中不可或缺的组成部分,各电站的工作要求,使得对光伏控制器的功率要求越来越大,现有的高功率光伏控制器在对蓄电池的保护上只做了逻辑功能控制,一旦这种控制失效,太阳能电池板就会持续给蓄电池组充电,最终导致整个蓄电池组损坏,给电站带来很大的损失。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种高功率离网光伏控制器的双重保护系统,通过控制模块对率开关和直流接触器进行控制,实现对控制器中蓄电池组的充电控制,解决了控制器中蓄电池组因持续充电造成易损害的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

一种高功率离网光伏控制器的双重保护系统,包括太阳能电池板组、功率开关、直流接触器、蓄电池组和控制模块,所述太阳能电池板组与功率开关连 接,所述功率开关与直流接触器连接,所述直流接触器与蓄电池组连接,所述控制模块分别与功率开关、直流接触器、蓄电池组连接。

进一步地,所述控制模块包括处理器、电压传感器,所述电压传感器用于对蓄电池中的电压进行检测,所述电压传感器检测的电压值发送至处理器,所述处理器根据检测的电压数值对功率开关和直流接触器进行控制。

进一步地,所述直流接触器采用型号为KILOVAC EV200的真空直流接触器,所述真空直流接触器具有防拉弧的作用。

进一步地,所述蓄电池组的充电管理分为三个阶段,分别为恒流快充阶段、恒压均充阶段和恒压浮充阶段。

进一步地,所述蓄电池组为胶体型、密闭型或开口型蓄电池中的一种。

一种高功率离网光伏控制器的双重保护方法,当所述蓄电池组处于过压状况时,所述控制模块在5S内对蓄电池组进行50次电压检测,若50次检测的结果均表示蓄电池组处于过压状态,则所述控制模块发送控制信号至功率开关,所述功率开关接收控制指令进行断开,所述蓄电池组停止充电,此过程由所述功率开关实现对蓄电池组的第一重保护;当所述控制模块发送控制指令无法使功率开关断开时,所述控制模块发送保护信号至直流接触器,所述直流接触器接收信号后断开,所述蓄电池组停止继续充电,此过程由所述直流接触器实现对蓄电池组的第二重保护。

本发明的有益效果:本发明通过控制模块分别对功率开关和直流接触器进行控制,可实现在功率开关不可控的情况下,通过控制直流接触器实现对充电回路的控制,保证蓄电池组的安全性,具有双重保护的特点,提高离网电站的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种高功率离网光伏控制器的双重保护系统图;

附图中,各标号所代表的部件列表如下:

1-太阳能电池板组,2-功率开关,3-直流接触器,4-蓄电池组,5-控制模块。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示,一种高功率离网光伏控制器的双重保护系统,包括太阳能电池板组1、功率开关2、直流接触器3、蓄电池组4和控制模块5,太阳能电池板组1与功率开关2连接,功率开关2与直流接触器3连接,直流接触器3与蓄电池组连接,控制模块5分别与功率开关2、直流接触器3、蓄电池组4连接。

太阳能电池板组1用于将太阳能转化成电能的装置;

功率开关2采用IPM模块,IPM模块由IGBT芯片、门级驱动及保护电路构成,具有使用方便、体积小、可靠性高的特点;

直流接触器3采用型号为KILOVAC EV200的真空直流接触器,真空直流接触器具有防拉弧的作用;

蓄电池组4用于存储太阳能电池板组1转化的电能,蓄电池组4可以为胶体型、密闭型或开口型蓄电池中的一种;

控制模块5包括处理器、电压传感器、电流传感器和温度传感器,其中电压传感器用于对蓄电池4中的电压进行检测,并将检测的电压值发送至处理器,处理器根据检测的电压数值对功率开关2和直流接触器3进行控制。

太阳能电池板组1将太阳中获取的能量通过功率开关2和直流接触器3存储至蓄电池组4中,在蓄电池组4进行充电的过程中,直流接触器3处于闭合状态,控制模块5通过发送PWM信号控制功率开关2,实现对蓄电池组4的充电管理,其中,蓄电池组4的充电管理分为三个阶段,第一阶段为恒流快充阶段,处理器发送PWM信号以100%的占空比控制功率开关2工作,快速补充蓄电池组4所需的大部分能量;第二阶段为恒压均充阶段,处理器通过调节PWM信号的占空比使蓄电池组4两端的电压一直保持均充电压点不变,让蓄电池组4内部得到充分的化学反应,以补充蓄电池组4内部所需的能量;第三阶段为恒压浮充阶段,处理器通过调节PWM信号的占空比使得蓄电池组两端的电压一直保持浮充恒压点不变,浮充恒压点低于均充恒压点,恒压浮充阶段主要用于补充蓄电池组4因自放电而损失的能量。

当蓄电池组4出现过压状况时,控制模块5对蓄电池组4中的电压进行检测,控制模块5在5S内发出50次检测,若50次检测的结果均表示蓄电池组4处于过压状态,则控制模块4发送控制信号至功率开关2,功率开关2接收控制指令进行断开,从而蓄电池组4停止继续充电,避免蓄电池组4因充电过满而受损,此过程由功率开关2实现对蓄电池组4的第一重保护。

当蓄电池组4处于过压状况时,太阳能电池板组1将转换的电能继续为蓄电池组4进行充电,控制模块5检测到蓄电池组4过压时,控制模块5发送控 制指令至功率开关2,功率开关2由于某种原因导致功率开关2发生短路,控制模块5发送的控制指令无法使功率开关2断开,经过10S后,控制模块5检测出有充电电流存在,则控制模块5发送保护信号至直流接触器3,直流接触器3接收信号后进行断开,从而充电回路断开,此过程由直流接触器3实现对蓄电池组4的第二重保护。

蓄电池组4停止充电后,蓄电池组4由于被负载使用或自身的放电造成其内部的电压慢慢下降,待蓄电池组4电压低于过压恢复点时,蓄电池组4的过压状态被解除,此时继续为蓄电池组4进行充电。

本发明通过控制模块分别对功率开关和直流接触器进行控制,可实现在功率开关不可控的情况下,通过控制直流接触器实现对充电回路的控制,保证蓄电池组的安全性,具有双重保护的特点,提高离网电站的可靠性。

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明,所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围,均应属于本发明的保护范围。

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