一种光伏系统蓄电池充放电监控系统的制作方法

本发明涉及蓄电池充放电监控，具体为一种光伏系统蓄电池充放电监控系统。

背景技术：

1、蓄电池作为一种性能可靠的化学能源，在电力系统、交通运输、便携式电子产品等工业领域得到了广泛的应用。

2、根据申请号为cn201710761019.1的专利显示，该专利包含蓄电池，在蓄电池上设有一充放电控制模块，所述充放电控制模块包含充电控制电路、蓄电池、放电控制电路、充电电流检测模块、端电压检测模块、微控制器模块、放电电流检测模块、人机交互模块、pwm驱动器；本发明通过对蓄电池工作过程中电压和电流的变化进行分析，合理控制蓄电池的工作进程，从而保证和提高了蓄电池的循环使用寿命。

3、部分现有的充放电监控系统在使用的时候，通过对充放电过程中的数据进行采集，然后对其分析来进行预警控制，虽然能够对充放电过程进行安全把控，但是不能从根本上来对蓄电池充放电进行监控，在对蓄电池充电过程中出现的蓄电池发热现象不能很好的解决，针对蓄电池内部电量存储情况不能进行系统的分析，从而不能很好的对蓄电池的使用情况进行系统的分析判断，进一步地会影响后续蓄电池的使用。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种光伏系统蓄电池充放电监控系统，解决了不能对蓄电池进行合理地充电调控，不能很好地对蓄电池的使用寿命进行分析的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种光伏系统蓄电池充放电监控系统，包括：

3、电池数据采集模块，用于采集目标对象基础数据，并将目标基础数据分别传输到电池充电监测模块和电池放电监测模块，其中目标对象包括：光伏蓄电池，基础数据包括：充电速率、放电速率、剩余电量、电池总量和电池温度；

4、电池充电监测模块，用于获取到传输的目标对象基础数据并根据基础数据中的充电速率、剩余电量和电池总量来对目标对象进行分析，并结合电池温度生成对应的充电信号，其中充电信号包括充电调节信号和充电异常信号，接着将充电调节信号传输到充电速率调节模块，将充电异常信号传输到电池异常监测模块；

5、充电速率调节模块，用于获取到传输的充电调节信号并对其进行分析，同时获取到充电时长记作tc，此次需要说明的是：充电时长tc表示的为实际充电时长，通过时间计时器获取到，并结合充电时长来计算整体的充电损耗因子，接着根据损耗因子来进行充电速率的调节同时生成充电速率调节信息，并将其传输到监控信息输出模块；

6、电池异常监测模块，用于获取到传输的电池异常信号，并对其进行分析，通过对电压和电流进行分析来生成异常信息，其中异常信息包括：电压异常信号和蓄电池异常信号，并将异常信息传输到监控信息输出模块；

7、电池放电监测模块，用于获取到传输的目标对象基础数据并对其进行分析，通过计算放电时长与实际放电时长的关系来生成放电分析结果，其中放电结果包括存储异常信息和存储正常信息，并将其传输到电池寿命监测模块；

8、电池寿命监测模块，用于获取到传输的放电分析结果，并对放电分析结果中的存储异常信息进行分析，通过分析目标对象的损耗量来对电池的使用寿命进行判断分析并生成对应的寿命监测信息，其中寿命监测信息包括：检修信号和监测信号，同时将寿命监测信息传输到监控信息输出模块。

9、作为本发明的进一步方案：所述电池充电监测模块生成充电信号的具体方式如下：

10、s1：以电池温度w0为起点，同时以时间t为周期对电池温度进行获取并将其记作为wi，且i表示为时间周期的个数，i＝1、2、…、m，接着计算单个时间周期电池温度差值记作为wci，同时计算单个时间周期内电池温度变化速率记作为ws i；

11、s2：接着将ws i与预设值ys1进行比较，当ws i≥ys1时，系统判定该周期内温度变化异常，并生成温度异常信号，反之当ws i<ys1时，系统判定该周期内温度变化正常，并生成温度正常信号，且预设值ys1为预设值，且ys1的数值由操作人员自行设定；具体地，通过获取到的实时温度变化速率来与温度变化预设值进行比较，从而来判断电池充电过程中是否存在温度变化异常的情况。

12、s3：获取到温度异常信号对应的目标对象剩余电量记作为ds，具体的剩余电量表示的为温度变化时间点目标对象存储的电量，接着将ds与预设值ys2进行比较，当ds≥ys2时，系统判定当前充电速率过大需要对其进行调节并生成充电调节信号，反之当ds<ys2时，系统判定电池存在异常，并生成充电异常信号，同时对时间点进行记录，且预设值ys2为预设值，ys2的具体数值由操作人员自行设定，且ys2为百分值。具体地如果对应的温度信号对应的剩余电量达到预设值时，则表示继续以设定的充电速率进行充电会对电池造成损伤，反之，对应的温度信号对应的剩余电量未到达预设值时，正常情况下是不会出现温度异常的，因此系统判定是电池本身出现了问题。

13、作为本发明的进一步方案：所述充电速率调节模块生成充电速率调节信息的具体方式如下：

14、p1：获取到当前剩余电量ds、充电速率vc和充电时长tc，并将vc和ds代入公式计算得到计算时长ts，接着将ts和tc代入公式计算得到损耗因子a；

15、p2：接着设定调节后的充电速率为vs，调节后的充电时长为ntc，并将损耗因子a、充电速率vs、调节后的充电时长ta和剩余电量ds代入公式计算得到调节后的充电速率vs并生成充电速率调节信息，且ta＝ntc，n>1。具体地，充电时长ta的确定可以由操作人员自行设定的，且充电时长ta的值比充电时长tc的值大。

16、作为本发明的进一步方案：所述电池异常监测模块生成异常信息的具体方式如下：

17、a1：获取到生成电池异常信号的时间周期i，并将该时间周期i记作为异常周期y，同时获取到异常周期内目标对象的电压记作dy，接着获取到不同时间周期i内目标对象的电压记作为d i；

18、a2：计算不同时间周期i内目标对象的电压均值记作为dp，并将异常周期内目标对象的电压dy与dp进行比较，具体的比较方式为：当dy>dp时或者当dy<dp时，系统判定异常周期内的电压发生变化，导致目标对象温度异常，并生成电压异常信号，反之当dy＝dp时，系统判定电压不存在异常并判定为目标对象本身异常，并生成蓄电池异常信号。

19、作为本发明的进一步方案：所述电池放电监测模块生成放电分析结果的具体方式如下：

20、获取到放电速率并记作为fc，并获取到电池总量记作为dz，接着将二者代入公式得到计算放电时间t1，同时获取到实际工作时间t2，并将二者进行比较判断，当t1≥t2时，系统判定目标对象存储损耗较大，并生成存储异常信息，反之当t1<t2，系统判定目标对象存储损耗正常，并生成存储正常信息。

21、作为本发明的进一步方案：所述电池寿命监测模块生成寿命监测信息的具体方式如下：

22、a1：将实际工作时长t2和放电速率fc代入公式dc＝t2×fc计算得到实际存储电量dc，并结合电池总量dz计算得到存储损耗值|dz-dc|，接着获取到目标对象使用时长记作为st；

23、a2：获取到不同时间周期t内的存储损耗值cs，接着计算不同时间周期t内的存储损耗因子并计算平均值记作为b，接着将其代入公式r＝dz-(st×b)计算得到正常损耗值r；

24、a3：将计算出来的正常损耗值r与存储损耗值|dz-dc|进行比较，当|dz-dc|≥r时，系统判定当前电池的存储损耗值超出正常损耗值，并生成检修信号，反之当|dz-dc|<r时，系统判定当前电池的存储损耗值未超出正常损耗值，并生成监测信号。

25、有益效果

26、本发明提供了一种光伏系统蓄电池充放电监控系统。与现有技术相比具备以下有益效果：

27、本发明通过对蓄电池充电过程中的电池温度进行分析，针对出现异常温度时的电池本身分析，判断出现异常的原因，并根据不同的原因来进行解决，针对需要进行对充电速率进行调节的情况，通过根据剩余电量和充电时长来进行合适的充电速率调节，一方面能够保证蓄电池的充电需求，另一方面能够避免充电速率过大，导致温度过高对蓄电池本身造成影响。

28、本发明通过对电池放电过程进行监测，并根据存储损耗值来计算蓄电池的使用情况，并针对使用情况来生成对应的信号，通过对蓄电池的使用情况进行分析，来提醒操作人员来进行合理的检修工作，避免蓄电池异常情况下工作存在的危险。