[发明专利]一种市电、光伏电池和储能电池协同供电系统及方法

权利要求书

1.一种市电、光伏电池和储能电池协同供电系统，其特征在于：包括太阳能光伏电池、蓄电池组、市电接入端、中央控制器、太阳能DC-AC变换器、蓄电池组DC-AC变换器、功率校正器PFC和母线；

所述太阳能光伏电池通过太阳能DC-AC变换器与母线供电连接；

所述蓄电池组通过蓄电池组DC-AC变换器与母线供电连接；

所述市电接入端通过功率校正器PFC与母线供电连接；

所述中央控制器分别与太阳能光伏电池、蓄电池组、市电接入端连接，所述中央控制器用于通过获取太阳能光伏电池的放电状态、蓄电池组剩余电量状态以及负载功率大小并进行比较后对太阳能光伏电池、蓄电池组、市电接入端的切换过程进行控制。

2.根据权利要求1所述的市电、光伏电池和储能电池协同供电系统，其特征在于：还包括蓄电池组充电电路、蓄电池组电压检测装置、太阳能光伏电池电压电流检测装置、MPPT控制模块、第一启动继电器和第二启动继电器；

所述蓄电池组充电电路，用于为蓄电池组充电；

所述蓄电池组电压检测装置，用于检测蓄电池组的开路电压值并将开路电压值输入到中央控制器中；

所述太阳能光伏电池电压电流检测装置，用于检测太阳能光伏电池的电流和电压值；

所述MPPT控制模块，用于获取太阳能光伏电池的最大输出功率Po并将最大输出功率Po输入到中央控制器中；

所述第一启动继电器，用于从中央控制器中接收控制命令并连接蓄电池组与负载的供电电路；

所述第二启动继电器，用于从中央控制器中接收控制命令并连接功率校正器PFC与母线。

3.根据权利要求1所述的市电、光伏电池和储能电池协同供电系统，其特征在于：所述中央控制器包括系统初始化模块、负载功率检测模块、第一判断模块、第二判断模块和太阳能光伏电池供电启动模块；

所述中央控制器包括系统初始化模块，用于初始化控制系统；

所述负载功率检测模块，用于获取负载所需功率Pload；

所述第一判断模块，用于判断最大输出功率Po是否大于负载所需功率Pload；

所述第二判断模块，用于判断剩余容量是否大于蓄电池组容量阈值；

所述太阳能光伏电池供电启动模块，用于接收从太阳能光伏电池电压电流检测装置输出的太阳能光伏电池的电流和电压值，并产生PWM波开关信号输入到MPPT控制模块。

4.根据权利要求1所述的市电、光伏电池和储能电池协同供电系统，其特征在于：所述功率校正器PFC采用Boost PFC控制电路。

5.根据权利要求1所述的市电、光伏电池和储能电池协同供电系统，其特征在于：所述太阳能DC-AC变换器采用两级式DC-DC变换器电路。

6.根据权利要求1-5任一项所述的市电、光伏电池和储能电池协同供电系统的协同供电方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：初始化控制系统；

S2：获取太阳能光伏电池的输出电压与电流，采用基于扰动法的MPPT控制方法得到太阳能光伏电池的最大输出功率Po；

S3：获取负载所需功率Pload；

S4：判断最大输出功率Po是否大于负载所需功率Pload，如果是，则启动太阳能光伏电池供电，并为蓄电池组充电；

S5：如果否，则检测蓄电池组的剩余容量，判断剩余容量是否大于蓄电池组容量阈值，如果是，则启动蓄电池供电；

S6：如果否，则接入市电为蓄电池组进行充电，同时启动市电供电。

7.根据权利要求6所述的市电、光伏电池和储能电池协同供电方法，其特征在于：所述MPPT控制方法具体步骤如下：

S21：采样太阳能光伏电池的输出电压与电流并计算得到当前输出功率P1；

S22：在初始输出电压V的基础上增加扰动电压ΔV，形成扰动参考输出电压V+ΔV，再测量扰动功率值，并将扰动功率值与扰动之前功率值进行比较，如果扰动功率值增加，则表示参考电压扰动方向正确，继续保持原来的扰动；

S23：如果扰动功率值减小，则表示参考电压扰动方向有误，需要朝相反方向扰动；

S24：产生控制信号作用于控制器，往复执行上述步骤直到找到最大输出功率Po。

8.根据权利要求6所述的市电、光伏电池和储能电池协同供电方法，其特征在于：所述蓄电池组的蓄电池组容量阈值是通过测量开路电压获得的蓄电池组容量的65-75%的剩余电量。