[发明专利]独立式光伏发电铁路供电控制系统及其控制方法

权利要求书

1.独立式光伏发电铁路供电控制系统，其特征在于：

包含有光伏阵列、充电转换模块、蓄电池组、储能系统控制器、逆变转换模块、铁路用电负载和采集部分，采集部分包括环境照度采集器、环境温度采集器、工作状态采集器；

光伏阵列接入充电转换模块，充电转换模块接入蓄电池组，蓄电池组接入逆变转换模块，逆变转换模块接入铁路用电负载；

铁路用电负载上连接有工作状态采集器，工作状态采集器、环境照度采集器和环境温度采集器接入储能系统控制器，储能系统控制器输出端接入充电转换模块和逆变转换模块。

2.独立式光伏发电铁路供电控制方法，其特征在于：

包括以下步骤：

光伏阵列收集太阳辐射能量，通过光伏效应转换为直流电能；

充电转换模块对光伏阵列产生的直流电能进行转换，并对蓄电池组进行充电和过充电保护；

逆变转换模块将蓄电池组发出的直流电转换为交流电，供铁路用电负载使用；

工作状态采集器将实时监测到的铁路用电负载工作电压电流信息传递给储能系统控制器，环境照度采集器和环境温度采集器将实时监测到的环境信息传递给储能系统控制器；

储能系统控制器对三种信号进行逻辑处理，对充电转换模块和逆变转换模块进行控制。

3.根据权利要求2所述的独立式光伏发电铁路供电控制方法，其特征在于：

储能系统控制器的逻辑处理包括：

（1）充电转换环节：

环境照度采集器和环境温度采集器采集的照度和温度的变化量，在变化量大的情况下通过加大电流电压调整幅度，逻辑判断加快功率点追踪幅度，在变化量小的情况下通过减少电流电压调整幅度，逻辑判断下减缓功率点追踪幅度，使得当前工作点能够迅速反应，准确快速向目标峰值功率点处靠近；

（2）逆变转换环节：

将蓄电池组放电时间分为三段：正常负荷Np、冲击负荷Ip和特殊负荷Sp，组成负荷电流矩阵：

将荷电状态SOC安时法等效改进为：

其中：

SOC₀为充放电起始时刻荷电状态；

C_N为额定容量；

α为温度系数；

η为库伦效率；

储能系统控制器根据环境温度采集器监测到的温度信息和工作状态采集器监测到的铁路用电负载的工作电流信息，实时控制调整荷电状态，使蓄电池组输入逆变转换模块的电能适应铁路用电负载不同工况下的供电需求；

（3）电能回收环节：

储能系统控制器接收工作状态采集器监测到的铁路用电负载的工作电压电流信息，在供电不足情况下及时补充逆变转换电能至铁路用电负载，在铁路用电负载回归正常平稳期时及时调整配电，使过剩电能回收到蓄电池组，并在充电过剩时将电能直接通过逆变转换输出至铁路用电负载。