一种光伏发电系统充放电电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种光伏发电系统，具体是一种光伏发电系统充放电电路。
【背景技术】
[0002]在独立太阳能发电系统中，为了降低成本、提高效率和可靠性，既要使光伏电池输出最大功率，又要使蓄电池正确充放电，同时还要最大限度地利用所发电能。在目前的光伏系统中，这三者的实现存在矛盾，通常只顾及到一个方面，如只追踪光伏电池最大功率点而放弃蓄电池的最佳充放电，从而限制了系统的效率和寿命。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种高效充放电的光伏发电系统充放电电路，以解决上述【背景技术】中提出的问题。
[0004]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案:
[0005]一种光伏发电系统充放电电路，包括太阳能电池组件、稳压滤波电路、DC/DC变换电路和过充保护电路，所述稳压滤波电路分别连接太阳能电池组件和DC/DC变换电路，DC/DC变换电路还分别连接负载和多个过充保护电路，每个过充保护电路还连接双向DC/DC电路，每个双向DC/DC电路另一端均连接蓄电池。
[0006]作为本实用新型再进一步的方案:所述双向DC/DC电路包括变压器T、电容Cl、电容C2、MOS管Ql和电感L3，电容Cl 一端分别连接二极管Dl负极、输入端Vi+和MOS管Ql的D极，电容Cl另一端分别连接电容C2和变压器T线圈LI，电容C2另一端分别连接二极管D2正极、MOS管Q2的D极和输入端Vi_，MOS管Q2的S极分别连接变压器T线圈LI另一端和MOS管Ql的S极，变压器T线圈L2 —端分别连接MOS管Q3的S极和MOS管Q4的S极，MOS管Q3的D极分别连接二极管D3负极、电容C3、电容C5、电阻R1、二极管D5负极和MOS管Q5的D极，二极管D3正极连接二极管D4负极，二极管D4正极分别连接MOS管Q4的D极、电容C4、电容C5另一端、电阻Rl另一端、二极管D6正极和MOS管Q6的S极、电容C6和输出端No-并接地，电容C4另一端分别连接电容C3另一端和变压器T线圈L2另一端，所述二极管D6负极分别连接MOS管Q6的D极、MOS管Q5的S极、二极管D5正极和电感L3，电感L3另一端分别连接电容C6另一端和输出端Vo+。
[0007]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:本实用新型提出了一种新型充放电电路拓扑，采用动态功率跟踪匹配法加以控制，即根据实时功率差，动态地匹配充放电的蓄电池容量(蓄电池个数)，也就是动态地变换系统结构，从而实现最佳充放电。与传统光伏系统相比，本系统运行灵活，高效可靠，整体寿命得到提高；另一个很大的优点是，容易进行规模扩充，易实现模块化系统集成，能够较好地解决蓄电池在目前的光伏发电系统中所面临的问题，由于蓄电池组容量是可以灵活变化的，所以，需要扩充规模时，只需增加光伏电池板、增加并联的DC/DC变换器数目、增加蓄电池充电单元、更改控制软件程序即可。
【附图说明】
[0008]图1为一种光伏发电系统充放电电路的结构框图；
[0009]图2为一种光伏发电系统充放电电路中双向DC/DC电路的电路图。
【具体实施方式】
[0010]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
[0011]请参阅图1?2，本实用新型实施例中，一种光伏发电系统充放电电路，包括太阳能电池组件、稳压滤波电路、DC/DC变换电路和过充保护电路，稳压滤波电路分别连接太阳能电池组件和DC/DC变换电路，DC/DC变换电路还分别连接负载和多个过充保护电路，每个过充保护电路还连接双向DC/DC电路，每个双向DC/DC电路另一端均连接蓄电池。
[0012]双向DC/DC电路包括变压器T、电容Cl、电容C2、MOS管Ql和电感L3，电容Cl 一端分别连接二极管Dl负极、输入端Vi+和MOS管Ql的D极，电容Cl另一端分别连接电容C2和变压器T线圈LI，电容C2另一端分别连接二极管D2正极、MOS管Q2的D极和输入端V1-,MOS管Q2的S极分别连接变压器T线圈LI另一端和MOS管Ql的S极，变压器T线圈L2 一端分别连接MOS管Q3的S极和MOS管Q4的S极，MOS管Q3的D极分别连接二极管D3负极、电容C3、电容C5、电阻R1、二极管D5负极和MOS管Q5的D极，二极管D3正极连接二极管D4负极，二极管D4正极分别连接MOS管Q4的D极、电容C4、电容C5另一端、电阻Rl另一端、二极管D6正极和MOS管Q6的S极、电容C6和输出端Vo-并接地，电容C4另一端分别连接电容C3另一端和变压器T线圈L2另一端，二极管D6负极分别连接MOS管Q6的D极、MOS管Q5的S极、二极管D5正极和电感L3，电感L3另一端分别连接电容C6另一端和输出端Vo+。
[0013]请参阅图2，光伏电池的最大功率点电压、电流在不同的情况下是变化的，所以，在负载不变的情况下，就需要系统同时调节充电电流来协调光伏电池最大功率跟踪，这样才能实现光伏电池最大功率输出。为了实现光伏电池最大功率输出时对蓄电池进行最佳充放电，负载确定后，控制器同时同方向调整DC/DC变换电路和充电器的占空比D，实现最佳充电，也使放电的蓄电池按最佳放电电流放电。在光伏电池运行于最大功率点的前提下，本系统方案包括:
[0014]I)规定负载的最高限值，保证蓄电池能完成晚间或阴天的单独供电。
[0015]2)充电时，同时调节光伏工作点跟踪DC/DC变换电路和双向DC/DC电路，由其动态地确定需充电蓄电池数；
[0016]3)放电时，同样要判断光伏输出功率和负载功率的最大差，以此来确定参加放电的蓄电池数；
[0017]4)充放电都要维持蓄电池的最佳充放电模式。
[0018]系统充放电流程如下:充放电之前，控制器将满荷电和已被开启充放电的蓄电池从荷电量序列中去掉，然后按照各个蓄电池荷电多少对其余电池进行排列，将荷电量不满且缺量最多的蓄电池Bmax作为第一个充电的电池，然后依次确定充电次序。充电器先从第一个开始充电，即先将第一个充电器与DC/DC变换电路一起进行协调控制。当第一个充电器的充电电流达到其蓄电池的最佳充电电流时，转入保护充电模式，对其开始进行恒流充电。在蓄电池端电压达到水解电压(一般为2.3V/单体，高于此值便开始出现电池酸液水解现象)时，转为恒压保护充电，并对过充电压值进行温度补偿，温度补偿系数取一 4mV/°C，直至充满。然后按照上述所说方法开启第二个充电器，将其添加到被控制队列中，依次类推。控制器协调各个充电器，使其都尽可能处于最佳充电模式下，并尽可能将先充电的蓄电池充满，放电过程与充电过程相似。当所有蓄电池端电压到达设置的放电终止电压后，立刻停止放电,避免发生过放电。
【主权项】
1.一种光伏发电系统充放电电路，包括太阳能电池组件、稳压滤波电路、DC/DC变换电路和过充保护电路，其特征在于，所述稳压滤波电路分别连接太阳能电池组件和DC/DC变换电路，DC/DC变换电路还分别连接负载和多个过充保护电路，每个过充保护电路还连接双向DC/DC电路，每个双向DC/DC电路另一端均连接蓄电池。
2.根据权利要求1所述的光伏发电系统充放电电路，其特征在于，所述双向DC/DC电路包括变压器T、电容Cl、电容C2、M0S管Ql和电感L3，电容Cl 一端分别连接二极管Dl负极、输入端Vi+和MOS管Ql的D极，电容Cl另一端分别连接电容C2和变压器T线圈LI，电容C2另一端分别连接二极管D2正极、MOS管Q2的D极和输入端Vi_，MOS管Q2的S极分别连接变压器T线圈LI另一端和MOS管Ql的S极，变压器T线圈L2 —端分别连接MOS管Q3的S极和MOS管Q4的S极，MOS管Q3的D极分别连接二极管D3负极、电容C3、电容C5、电阻R1、二极管D5负极和MOS管Q5的D极，二极管D3正极连接二极管D4负极，二极管D4正极分别连接MOS管Q4的D极、电容C4、电容C5另一端、电阻Rl另一端、二极管D6正极和MOS管Q6的S极、电容C6和输出端No-并接地，电容C4另一端分别连接电容C3另一端和变压器T线圈L2另一端，所述二极管D6负极分别连接MOS管Q6的D极、MOS管Q5的S极、二极管D5正极和电感L3，电感L3另一端分别连接电容C6另一端和输出端Vo+。
【专利摘要】本实用新型公开了一种光伏发电系统充放电电路，包括太阳能电池组件、稳压滤波电路、DC/DC变换电路和过充保护电路。实用新型提出了一种新型充放电电路拓扑，采用动态功率跟踪匹配法加以控制，即根据实时功率差，动态地匹配充放电的蓄电池个数，也就是动态地变换系统结构，从而实现最佳充放电。与传统光伏系统相比，本系统运行灵活，高效可靠，整体寿命得到提高；另一个很大的优点是，容易进行规模扩充，易实现模块化系统集成，能够较好地解决蓄电池在目前的光伏发电系统中所面临的问题，由于蓄电池组容量是可以灵活变化的，所以，需要扩充规模时，只需增加光伏电池板、增加并联的DC/DC变换器数目、增加蓄电池充电单元、更改控制软件程序即可。
【IPC分类】H02J7-00, H02M3-335
【公开号】CN204334004
【申请号】CN201420729960
【发明人】刘尚爱, 潘亚武, 张运器
【申请人】刘尚爱
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年11月29日