[发明专利]基于光、蓄、市电互补的智能可持续电源系统

说明书

技术领域

本发明属于电源智能切换控制技术领域，具体涉及基于光、蓄、市电互补的智能可持续电源系统。

背景技术

社会对于供电系统的要求越来越高，尤其是在一些边远地区的信用社、银行、通信基站等用电场所，一套持续、平稳的供电系统显得尤为重要。同时在我国的一些偏远缺电地区，虽然具有太阳能供电系统，但由于受到天气等原因的影响，造成供电不稳定、断电现象，带来了较大的不便和损失。常见的解决问题方法主要有市电互补控制器和不间断电源（UPS）。

市电互补控制器用于市电与太阳能互补负载系统。当天气晴好，太阳能工作状态良好时，蓄电池的电量由光伏电池供电。再输送给负载供电；当天气不理想，太阳能无法充满电池消耗的能量,电池电量消耗到一定程度，为保证光源的供电，控制器切换到市电输入，通过控制器转换之后为光源供电。当太阳能为电池充够能量，控制器切断市电输入，再由电池供电。

太阳能市电互补控制器虽然利用了太阳能，但存到的一定缺陷。当运用于电力系统不稳定地区或者缺电地区，再遇到阴雨天气时，光伏装置势必不能正常工作，必须使用市电供电，而市电不稳定，或者遇到特殊情况无法正常供电，这样一来，控制器就失去了作用。

    UPS是不间断电源（Uninterruptible Power Supply）的英文简称，是能够提供持续、稳定、不间断的电源供应的重要外部设备。一种含有储能装置，以逆变器为主要元件，稳压稳频输出的电源保护设备。主要由整流器、蓄电池、逆变器和静态开关等几部分组成。UPS可以在市电出现异常时，有效地净化市电；还可以在市电突然中断时持续一定时间给电脑等设备供电，使你能有充裕的时间应付。

    但是UPS仅仅是在蓄电池与市电两者之间进行智能切换，解决市电的突发状况，紧急供电问题，并没有涉及太阳能，节能问题。

 

发明内容

本发明针对现有技术的功能不齐全和各种不足，提出了一种基于光、蓄、市电互补的智能可持续电源系统。

本发明包括DSP控制器、光伏电压电流采集模块、光伏电池板、市电接口单元、交流电检测模块、蓄电池、蓄电池电压采集模块、光耦隔离模块、控制切换模块电路、继电器驱动模块、继电器组和逆变器。

DSP控制器通过光伏电压电流采集模块得到光伏电池板的电压电流信号,并计算光伏电池板提供的功率。交流电检测模块获取市电的电压信号传送至DSP控制器,由DSP控制器经过计算判断市电是否正常。蓄电池电压采集模块获取蓄电池的电压电流信号送入DSP控制器。DSP控制器经光耦隔离模块后控制继电器组,从而控制用户负载的供电来源。

控制切换模块电路包括DSP控制器、信号隔离驱动芯片、电源模块、继电器、接口电路和输出接口，DSP控制器将控制信号输出至信号隔离驱动芯片，经隔离放大后的信号输出至由电源模块供电的3个继电器组，3个继电器组其分别对应控制太阳能供电、市电供电、蓄电池供电三种模式，其中三路供给源由接口电路输入，并最终选择其中一路至输出接口给负载供电。

交流电检测模块电路包括变压器T1、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一电阻R1、第二电阻R2、第一运算放大器U1；

交流电与变压器T1的1脚和2脚连接，变压器T1的3脚与第一二极管D1负极和第二二极管D2的正极连接，变压器T1的4脚与第三二极管D3负极和第四二极管D4的正极连接，第一二极管D1正极和第三二极管D3正极接地，第二二极管D2的负极与第四二极管D4的负极与第一电阻R1的一端连接，第一电阻R1的另一端与第二电阻R2的一端和第一运算放大器U1的正相输入端连接，第二电阻R2的另一端接地，第一运算放大器U1的反相输入端与第一运算放大器U1的输出端和DSP控制器内置AD检测接口连接。

蓄电池电压采集模块电路包括第三电阻R3、第四电阻R4、第二运算放大器U2；蓄电池直流电信号与第三电阻R3的一端连接，第三电阻R3的另一端与第四电阻R4的一端和第二运算放大器U2的正相输入端连接，第二运算放大器U2的反相输入端与第二运算放大器U2的输出端和DSP内置AD检测接口连接。

本发明的有益效果：本发明实现电源间的无缝切换。切换顺序优先选择光伏进行供电，其次由市电供电，最后由蓄电池供电。虽然初次投入成本较大，但长远使用成本逐年降低，同时太阳能本身不仅绿色环保而且零成本，代替电网供电将产生巨大的经济效益。既节约了能源，又极大的提高了供电系统的稳定性，使得设备能够不间断、持续的工作，从而避免了因断电引起的损失。