模块化光伏充电器休眠控制装置及其休眠控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种模块化光伏充电器休眠控制装置及其休眠控制方法。
【背景技术】
[0002]在太阳能离网发电系统中，模块化光伏充电器系统使用越来越多，每个光伏充电模块有独立的控制系统，多个充电模块输出并联对蓄电池充电，并且共用一个监控管理模块。
[0003]模块化光伏充电器的充电过程分MPPT充电和稳压充电，在电池电压没有达到目标电压时，充电器一直进行MPPT充电，当电池电压充电到目标电压值后，就转为进行稳压充电，蓄电池电压维持在目标电压值；即MPPT充电时，需要尽可能多的将太阳能极板能量转移到蓄电池，稳压充电时，只需要将一部分能量转移到蓄电池，维持电池电压在目标电压点即可，且随着蓄电池充电越来越饱，需要的光伏能量越来越少。
[0004]因此在模块化光伏充电器系统充电过程中会存在一个问题:在稳压充电阶段，本可以少数光伏充电模块完成的工作，却分担到所有的光伏充电模块上，使得每个光伏充电模块都在工作，这样会加速功率器件的老化、降低功率器件的使用寿命。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明的目的是提供一种模块化光伏充电器休眠控制装置及其休眠控制方法，适时休眠部分光伏充电模块，延缓充电模块中功率器件的老化速度，增加光伏充电器的使用寿命。
[0006]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案:一种模块化光伏充电器休眠控制装置，包括一监控模块，所述监控模块分别与第I至第η光伏充电模块连接，其特征在于:所述监控模块包括一信息存储单元、一系统控制单元与一系统通信单元，所述第I至第η光伏充电模块皆包括一温升处理单元、一子通信单元、一工作模式控制单元、一电池电压检测单兀、一休眠关机单兀、一 MPPT充电单兀与一稳压充电单兀；
所述信息存储单元与所述系统控制单元连接，用于从所述系统控制单元读取各台光伏充电模块的温升量Tci，，并将温升量Tci对应累加至信息存储单元原有的各光伏充电模块的温升统计量Ti作为新的温升统计量，保存累加结果Ti=Ti+Tci作为新的温升统计量；
所述系统控制单元与所述信息存储单元连接，用于当光伏充电模块重新开机时，从所述信息存储单元读取所述第I至第η光伏充电模块的温升统计量Τ1~Τη，对Τ1~Τη排序并根据排序结果及电池电压等级确定第I至第η光伏充电模块的输出电压调整量Λ i ；
所述系统控制单元与所述系统通信单元相互连接，用于将系统控制单元计算的各台光伏充电模块的输出电压调整量传递至所述系统通信单元，并通过所述系统通信单元将各台光伏充电模块的温升量传递至所述系统控制单元；
所述系统通信单元与所述第I至第η光伏充电模块的子通信单元分别相互连接，用于与所述子通信单元进行通信，所述系统通信单元向所述子通信单元传递由所述系统控制单元计算的输出电压调整量，所述子通信单元向系统通信单元传递各台光伏充电模块的温升量;
所述温升处理单元与所述子通信单元输入端连接，用于定时采集环境温度Toi和光伏充电模块机内温度Tii，并计算温升量Tci=机内温度Ti1-环境温度Toi ；
所述工作模式控制单元输入端与所述电池电压检测单元、所述子通信单元输出端连接，所述工作模式控制单元输出端与所述休眠关机单元、MPPT充电单元以及稳压充电单元，用于根据所述系统控制单元计算的输出电压调整量及所述电池电压检测单元输出的电池电压，调整所述第I至第η光伏充电模块的输出电压，并将调整后的输出电压与给定输出电压进行比较，根据比较结果控制光伏充电模块进入相应的工作模式；
所述电池电压检测单元用于实时检测光伏充电器蓄电池电压，并将电压值反馈至各光伏充电模块；其中η为正整数。
[0007]在本发明一实施例中，所述休眠关机单元、MPPT充电单元以及稳压充电单元内皆设置有一开关。
[0008]在本发明一实施例中，当所述调整后的输出电压小于给定输出电压时，所述MPPT充电单元内的开关闭合，所述光伏充电模块进行MPPT充电；当所述调整后的输出电压等于给定输出电压时，所述稳压充电单元内的开关闭合，所述光伏充电模块进行稳压充电；当所述调整后的输出电压大于给定输出电压时，所述休眠关机单兀内的开关闭合，光伏充电模块停止工作。
[0009]一种的模块化光伏充电器休眠控制方法，其特征在于包括如下步骤:
51??第I至第η光伏充电模块开机后，系统控制单元从信息存储单元获取所述第I至第η光伏充电模块的温升统计量Τ1~Τη ；
52:所述系统控制单元对Τ1~Τη进行排序，根据排序结果及光伏充电器电池电压等级确定第I至第η光伏充电模块的输出电压调整量AVi，其中i为整数，且I = i = η ;
53:工作模式控制单元根据所述输出电压调整量Λ Vi及光伏充电器电池电压Vbat计算第i光伏充电模块的输出电压值Vouti=Vbat+ Δ Vi ；
54:所述工作模式控制单元将调整后的输出电压Vouti与给定输出电压Vref比较，根据比较结果控制第i光伏充电模块进入相应的工作模式；
55:温升处理单元定时采集环境温度Toi和光伏充电模块机内温度Tii，并计算温升量Tc1:Tci=Ti1-Toi，将所述温升量Tci通过子通信单元及系统通信单元传递至系统控制单元;
56:信息存储单元从所述系统控制单元获取各台光伏充电模块的温升量Tci，计算并存储新的温升统计量Ti=Ti+Tci。
[0010]在本发明一实施例中，所述步骤S2的具体步骤如下:
521:对所述温升统计量Tl~Tn进行升序排序；
522:根据光伏充电器电池电压等级确定光伏充电模块输出电压调整量单位值Λ，电池电压等级越低，Λ越小；
523:温升统计量排序为第m位的光伏充电模块输出电压值调整量为(m-l)*A，其中m为整数，且I彡m彡η。
[0011]在本发明一实施例中，所述步骤S4的具体步骤如下: 541:所述第i光伏充电模块调整后的输出电压Vouti小于给定输出电压Vref时，进入步骤S42 ;所述第i光伏充电模块调整后的输出电压Vouti等于给定输出电压Vref时，进入步骤S43 ;所述第i光伏充电模块调整后的输出电压Vouti大于给定输出电压Vref时，进入步骤S44 ；
542:所述工作模式控制单元闭合MPPT充电单元内的开关，所述第i光伏充电模块进入MPPT工作模式；
543:所述工作模式控制单元闭合稳压充电单元内的开关，所述第i光伏充电模块进入稳压工作模式；
544:所述工作模式控制单元闭合休眠关机单元内的开关，所述第i光伏充电模块进入休眠关机工作模式。
[0012]本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
1、本发明根据各光伏充电模块的温升统计量对其启停进行控制，保证各光伏充电模块的温升统计量趋于一致，进而保证各光伏充电模块的工作时间基本一致；
2、本发明能够实现各光伏充电模块工作模式的智能切换,适时休眠部分光伏充电模块，延缓其功率器件的老化速度，延长其功率器件的使用寿命；
3、本发明能够实现各光伏充电模块的轮换休眠，增加光伏充电器的使用寿命。
【附图说明】
[0013]图1是本发明模块化光伏充电器休眠装置框图。
[0014]图2是本发明模块化光伏充电器休眠控制方法流程图。
[0015]图3是本发明第I至第η光伏充电模块工作模式切换示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
[0017]请参照图1，本实施例提供一种模块化光伏充电器休眠控制装置，包括一监控模块，所述监控模块分别与第I至第η光伏充电模块连接，其特征在于:所述监控模块包括一信息存储单元、一系统控制单元与一系统通信单元，所述第I至第η光伏充电模块皆包括一温升处理单元、一子通信单元、一工作模式控制单元、一电池电压检测单元、一休眠关机单元、一 MPPT充电单元与一稳压充电单元；
所述信息存储单元与所述系统控制单元连接，用于从所述系统控制单元读取各台光伏充电模块的温升量Tci，并将温升量Tci对应累加至信息存储单元原有的各光伏充电模块的温升统计量Ti，保存累加结果Ti=Ti+Tci作为新的温升统计量；
所述系统控制单元与所述系统存储单元连接，用于当光伏充电模块重新开机时，从所述信息存储单元读取所述第I至第η光伏充电模块的温升统计量Τ1~Τη，对Τ1~Τη排序并根据排序结果及电池电压等级确定第I至第η光伏充电模块的输出电压调整量Λ i ；
所述系统控制单元与所述系统通信单元相互连接，用于将系统控制单元计算的各台光伏充电模块的输出电压调整量传递至所述系统通信单元，并通过所述系统通信单元将各台光伏充电模块的温升量传递至所述系统控制单元；
所述系统通信单元与所述第I至第η光伏充电模块的子通信单元分别相互连接，用于与所述子通信单元进行通信，所述系统通信单元向所述子通信单元传递由所述系统控制单元计算的输出电压调整量，所述子通信单元向系统通信单元传递各台光伏充电模块的温升量;
所述温升处理单元与所述子通信单元输入端连接，用于定时采集环境温度Toi和光伏充电模块机内温度Tii，并计算温升量Tci=机内温度Ti1-环境温度Toi ；
所述工作模式控制单元输入端与所述电池电压检测单元、所述子通信单元输出端连接，所述工作模式控制单元输出端与所述休眠关机单元、MPPT充电单元以及稳压充电单元，用于根据所述系统控制单元计算的输出电压调整量及所述电池电压检测单元输出的电池电压，调整所述第I至第η光伏充电模块的输出电压，并将调整后的输出电压与给定输出电压进行比较，根据比较结果控制光伏充电模块进入相应的工作模式；
所述电池电压检测单元用于实时检测光伏充电器蓄电池电压，并将电压值反馈至各光伏充电模块；其中η为正整数。
[0018]于本实施例中，所述休眠关机单元、MPPT充电单元以及稳压充电单元内皆设置有一开关。
[0019]于本实施例中，当所述调整后的输出电压小于给定输出电压时，所述MPPT充电单元内的开关闭合，所述光伏充电模块进行MPPT充电；当所述调整后的输出电压等于给定输出电压时，所述稳压充电单元内的开关闭合，所述光伏充电模块进行稳压充电；当所述调整后的输出电压大于给定输出电压时，所述休眠关机单兀内的开关闭合，光伏充电模块停止工作。
[0020]请参照图2，本实施例提供一种的模块化光伏充电器休眠控制方法，其特征在于包括如下步骤:
51??第I至第η光伏充电模块开机后，系统控制单元从信息存储单元获取所述第I至第η光伏充电模块的温升统计量Τ1~Τη ；
52:所述系统控制单元对Τ1~Τη进行排序，根据排序结果及光伏充电器电池电压等级