一種太陽(yáng)能光伏電動(dòng)車充電站智能控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能技術(shù)領(lǐng)域，具體講是一種太陽(yáng)能光伏電動(dòng)車充電站智能控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會(huì)的發(fā)展，速度慢、耗費(fèi)體力的自行車已逐步被電動(dòng)車所代替。特別是公共交通擁擠的地區(qū)，又限制摩托車的使用，電動(dòng)車則成為了人們?nèi)粘Ｉ舷掳喑鲂械淖罴堰x擇。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電動(dòng)車(含電動(dòng)汽車)必然為成為廣大國(guó)民的首選交通工具，電動(dòng)車的增長(zhǎng)，特別是大量電動(dòng)汽車的增長(zhǎng)，將必須有大量的充電站與其配套。同時(shí)隨著太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)和儲(chǔ)電技術(shù)的不斷成熟和完善，太陽(yáng)能將更多地應(yīng)用到交通領(lǐng)域。太陽(yáng)能光伏充電站作為一種有效地新能源發(fā)電儲(chǔ)能式充電站，其利用太陽(yáng)能電池組件發(fā)電，并把產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存在蓄電池等儲(chǔ)能設(shè)備中，行之有效地利用了新能源電力和技術(shù)，為電動(dòng)車提供電源充電，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的作用。太陽(yáng)能充電站所發(fā)電力通過(guò)合理設(shè)計(jì)和建設(shè)可直接提供給電動(dòng)自行車、電動(dòng)汽車等充電。當(dāng)前，我國(guó)太陽(yáng)能光伏充電站控制系統(tǒng)技術(shù)研究不斷深入，與歐美國(guó)家相比，任有不少差距。
[0003]目前太陽(yáng)能光伏充電站控制系統(tǒng)技術(shù)主要在以下幾方面需要。首先，太陽(yáng)能電池發(fā)電成本比較高，所以合理的利用并存儲(chǔ)太陽(yáng)能是太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。傳統(tǒng)蓄電池由于其能量密度高，在獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。但是蓄電池功率輸出能力不足，壽命不長(zhǎng)，為了滿足短時(shí)大功率而配置大于經(jīng)常性負(fù)荷容量造成嚴(yán)重浪費(fèi)。其次，太陽(yáng)能應(yīng)用效率有待提高，太陽(yáng)能電池在工作時(shí)，隨著日照強(qiáng)度、環(huán)境溫度的不同，其端電壓將發(fā)生變化，使輸出功率產(chǎn)生變化，故太陽(yáng)能電池本身是一種極不穩(wěn)定的電源。要提高太陽(yáng)能光伏應(yīng)用能量，必須研究一種控制策略，始終讓太陽(yáng)能光伏轉(zhuǎn)換效率最大。最后，目前市場(chǎng)上太陽(yáng)能光伏充電站只具有直流充電的慢充方式，光伏直流電源不能對(duì)交流負(fù)載進(jìn)行供電，缺乏充電方式的多樣性。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、充電效率高、安全可靠性、使用壽命長(zhǎng)、便于推廣使用的太陽(yáng)能光伏電動(dòng)車充電站智能控制系統(tǒng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:一種太陽(yáng)能光伏電動(dòng)車充電站智能控制系統(tǒng)，包括能量接收與轉(zhuǎn)換單元、能量?jī)?chǔ)存與分配控制單元、能量輸出單元和公共直流母線；所述能量接收與轉(zhuǎn)換單元、能量?jī)?chǔ)存與分配控制單元、能量輸出單元分別掛接在公共直流母線上；所述能量接收與轉(zhuǎn)換單元包括光伏PV陣列模塊、MPPT模塊和DC/DC模塊一，光伏PV陣列模塊與MPPT模塊相連，MPPT模塊與DC/DC模塊一相連，DC/DC模塊一掛接在公共直流母線上；所述能量?jī)?chǔ)存與分配控制單元包括Buck-Boost變換器一、Buck-Boost變換器二、蓄電池、超級(jí)電容器、信息采集模塊和中央控制器，Buck-Boost變換器一和Buck-Boost變換器二分別掛接在公共直流母線上，且Buck-Boost變換器一和Buck-Boost變換器二分別與蓄電池、超級(jí)電容器相連，DC/DC模塊一、Buck-Boost變換器一和Buck-Boost變換器二均與信息采集模塊相連，信息采集模塊與中央控制器相連，中央控制器分別與Buck-Boost變換器一和Buck-Boost變換器二相連。
[0006]進(jìn)一步地，所述能量輸出單元包括DC/AC模塊、DC/DC模塊二和負(fù)載，DC/AC模塊和DC/DC模塊二均掛接在公共直流母線上，DC/AC模塊、DC/DC模塊二分別與負(fù)載相連。
[0007]進(jìn)一步地，所述能量?jī)?chǔ)存與分配控制單元還包括用于控制負(fù)載的負(fù)載開關(guān)，中央控制器與負(fù)載開關(guān)相連。
[0008]進(jìn)一步地，所述負(fù)載與信息采集模塊相連。
[0009]采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0010]—、采用超級(jí)電容器和蓄電池混合儲(chǔ)能模式，當(dāng)系統(tǒng)中光伏電池輸出功率大于負(fù)載額定功率時(shí)，多余的能量通過(guò)Buck-Boost變換器在蓄電池和超級(jí)電容器中存儲(chǔ)起來(lái)。當(dāng)輸出功率不足時(shí)，由蓄電池和超級(jí)電容器供電保證負(fù)載供電穩(wěn)定。超級(jí)電容器可以承擔(dān)儲(chǔ)能負(fù)荷中的頻繁波動(dòng)部分，這樣可較好發(fā)揮超級(jí)電容器循環(huán)壽命長(zhǎng)、大功率輸出能力強(qiáng)以及響應(yīng)速度迅速等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還能有效地避免超級(jí)電容器儲(chǔ)能不高的缺點(diǎn)。對(duì)蓄電池而言，這樣可減少頻繁充放電帶來(lái)的的小循環(huán)充放電現(xiàn)象，達(dá)到延長(zhǎng)蓄電池使用壽命的目的。
[0011 ] 二、采用最大功率點(diǎn)跟蹤控制方法(MPPT)使太陽(yáng)能光伏轉(zhuǎn)換達(dá)到一個(gè)自動(dòng)尋優(yōu)過(guò)程，最優(yōu)智能化實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能光伏能量最大功率輸出。
[0012]三、超級(jí)電容器和蓄電池均采用雙向Buck-Boost轉(zhuǎn)換電路與公共直流母線連接，便于能量管理，蓄電池與超級(jí)電容器電壓等級(jí)不必與母端電壓一個(gè)匹配。
[0013]四、系統(tǒng)輸出采用DC/DC和DC/AC逆變兩種方式，如此可提供電動(dòng)車快充和慢充模式，有利于電動(dòng)車充電多樣性，給用戶更多的選擇。
【附圖說(shuō)明】
[0014]附圖1是本實(shí)用新型太陽(yáng)能光伏電動(dòng)車充電站智能控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
[0015]附圖2是信息采集模塊的電路圖。
[0016]圖中所示:1、能量接收與轉(zhuǎn)換單元11、光伏PV陣列模塊12、MPPT模塊13、DC/DC模塊一 2、能量?jī)?chǔ)存與分配控制單元21、Buck-Boost變換器一 22、Buck-Boost變換器二23、蓄電池24、超級(jí)電容器25、信息采集模塊26、中央控制器27、負(fù)載開關(guān)3、能量輸出單元3UDC/AC模塊32、DC/DC模塊二 33、負(fù)載4、公共直流母線。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面通過(guò)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0018]如圖1所示:一種太陽(yáng)能光伏電動(dòng)車充電站智能控制系統(tǒng)，包括能量接收與轉(zhuǎn)換單元1、能量?jī)?chǔ)存與分配控制單元2、能量輸出單元3和公共直流母線4。能量接收與轉(zhuǎn)換單元1、能量?jī)?chǔ)存與分配控制單元2、能量輸出單元3分別掛接在公共直流母線4上。能量接收與轉(zhuǎn)換單元I包括光伏PV陣列模塊IUMPPT模塊12和DC/DC模塊一 13。光伏PV陣列模塊11與MPPT模塊12相連，MPPT模塊12與DC/DC模塊一 13相連，DC/DC模塊一 13掛接在公共直流母線4上。能量?jī)?chǔ)存與分配控制單元2包括Buck-Boost變換器一 21、Buck_Boost變換器二 22、蓄電池23、超級(jí)電容器24、信息采集模塊25和中央控制器26。中央控制器26采用型號(hào)為TMS320F2812的DSP芯片。Buck-Boost變換器一 21和Buck-Boost變換器二 22分