一種光伏控制器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新能源利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種光伏控制器。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中控制改變太陽能電池陣列的輸出電壓或電流的方法為“最大功率跟蹤(MPPT) ”;即根據(jù)太陽能電池的特性，使陣列始終工作在最大功率點上?，F(xiàn)有技術(shù)中實現(xiàn)“最大功率跟蹤”的方法為:恒電壓法、爬山法和導(dǎo)納微分法(又稱增量電導(dǎo)法)。恒電壓法，利用太陽能電池在不同光照條件下的最大功率點的電壓相差不大，近似恒定的原理實現(xiàn)；爬山法通過周期性不斷的向太陽能電池陣列的輸出電壓施加擾動，并觀察其功率輸出的改變，然后決定下一次擾動的方向；導(dǎo)納微分法利用太陽能電池陣列的最大功率點處輸出功率對輸出電壓的一階導(dǎo)數(shù)等于零，且在環(huán)境光強(qiáng)發(fā)生改變時dl/dV的計算結(jié)果是否等于-1/v，決定是否繼續(xù)調(diào)整輸出電壓，即可實現(xiàn)最大功率點的跟蹤。
[0003]上述三種方法各有特點，但是都不同時具有低成本、高穩(wěn)定性和快速追蹤的特性。恒電壓法雖容易實現(xiàn)且成本低，但由于只是粗略估計了最大功率點的位置，在光強(qiáng)變化到很大或較小時都會產(chǎn)生較大的誤差；爬山法的追蹤速度較慢，只適合于光強(qiáng)變化較小的環(huán)境；導(dǎo)納微分法僅具有高速穩(wěn)定的跟蹤特性。此外，爬山法和導(dǎo)納微分法本質(zhì)上都是通過判斷當(dāng)前工作點是否處于最大工作點來決定是否繼續(xù)調(diào)整工作參數(shù)及太陽能電池陣列的朝向，因此逆變器的工作環(huán)境始終在最大功率點的左右來回震蕩，而非工作在做大功率點處，進(jìn)而導(dǎo)致太陽能電池陣列的輸出電壓或電流總是以一個直流電平為中心上下跳躍，波形不穩(wěn)定，且在光強(qiáng)變化較快時，不能及時反映。
[0004]因此，研發(fā)一種既能實現(xiàn)快速穩(wěn)定的“最大功率跟蹤”，又能降低使用成本的控制器成為一種必需。此外，由于現(xiàn)有技術(shù)中控制器的硬件電路通常采用非模塊化設(shè)計，對不同廠家生產(chǎn)的變頻控制器的兼容性相對較弱。如何提高控制器的兼容性也成為一個亟待解決的技術(shù)問題。
[0005]進(jìn)一步的，現(xiàn)有技術(shù)中的光伏控制器應(yīng)用場所通常缺少專業(yè)的管理人員能對被控對象的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行故障做出準(zhǔn)確的判斷及處理，對被控對象的遠(yuǎn)程控制及運(yùn)行狀態(tài)的遠(yuǎn)程監(jiān)測成為一種必需。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]為此，本實用新型提供一種光伏控制器，解決現(xiàn)有技術(shù)中光伏控制器不能既能實現(xiàn)快速穩(wěn)定的“最大功率跟蹤”，又能降低使用成本的技術(shù)問題。
[0007]為此，本實用新型提供一種光伏控制器，包括外殼和電源模塊，還包括:緊固設(shè)置在所述外殼內(nèi)部的控制電路；所述控制電路包括:單片機(jī)和分別與所述單片機(jī)信號連接的:模擬輸入電路、數(shù)值輸入電路、數(shù)字輸出電路、鍵盤及LCD接口電路、電源轉(zhuǎn)換電路、串口電路和存儲器；所述電源模塊與所述控制電路電連接。
[0008]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，其中，所述控制電路還包括與所述單片機(jī)信號連接的看門狗電路。
[0009]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，其中，所述單片機(jī)具有定時器/計數(shù)器，其接口包括:串行通訊口、SPI接口和ADC接口。
[0010]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，其中，所述模擬輸入電路、數(shù)值輸入電路、數(shù)字輸出電路、電源轉(zhuǎn)換電路和串口電路的數(shù)字1均采用光耦進(jìn)行隔離。
[0011]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，其中，緊固設(shè)置在所述外殼內(nèi)部的控制電路還包括:與所述單片機(jī)信號連接的GPRS模塊。
[0012]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，其中，所述串口電路包括232 口和485 口。
[0013]根據(jù)本實用新型的一個實施方式，其中，所述電源模塊的輸入端連接電壓范圍:9V?36V的直流電；所述電源模塊包括隔離式DC/DC模塊；所述電壓范圍:9V?36V的直流電經(jīng)所述隔離性DC/DC模塊轉(zhuǎn)化后得到DC+5V的輸出電壓。
[0014]本實用新型以單片機(jī)作為CPU，綜合恒電壓法與擾動法的優(yōu)點，可在低成本的前提下實現(xiàn)快速穩(wěn)定的對“最大功率”進(jìn)行跟蹤。
[0015]進(jìn)一步的，本實用新型模擬輸入電路、數(shù)值輸入電路、數(shù)字輸出電路、電源轉(zhuǎn)換電路和串口電路的數(shù)字1均采用光耦進(jìn)行隔離，最大限度的減少了外圍電路對核心電路的干擾，確保核心電路的可靠運(yùn)行。
[0016]進(jìn)一步的，本實用新型數(shù)值輸入電路、數(shù)字輸出電路、模擬輸入電路、電源轉(zhuǎn)換電路和串口電路均采用模塊化設(shè)計，接口與不同廠家生產(chǎn)的變頻控制器均兼容。
[0017]進(jìn)一步的，本實用新型鍵盤及IXD接口電路的設(shè)置方便檢修人員實現(xiàn)現(xiàn)場調(diào)試。
[0018]進(jìn)一步的，本實用新型電源模塊的輸入端連接電壓范圍:9V?36V的直流電，覆蓋現(xiàn)有技術(shù)中變頻器輸出電壓的電壓范圍，可實現(xiàn)由變頻器電源輸出接口直接向光伏控制器進(jìn)行供電，不需要單獨配置變壓器，節(jié)省了相關(guān)的硬件資源，降低使用成本。
[0019]進(jìn)一步的，本實用新型新增GPRS模塊，耗電量低，可直接由變頻器供電，為本實用新型光伏控制器的通信功能提供硬件支持，解決現(xiàn)有技術(shù)中光伏控制器不能遠(yuǎn)程操控的技術(shù)問題，且能進(jìn)一步為遠(yuǎn)程監(jiān)測提供結(jié)構(gòu)支持。GPRS模塊的應(yīng)用減少了系統(tǒng)的維護(hù)成本，提高系統(tǒng)的可靠性及可維護(hù)性。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0021]圖1為本實用新型實施例1中控制電路與電源模塊連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2為實施例1中本實用新型數(shù)字輸入電路的接口電路圖；
[0023]圖3為實施例1中本實用新型和變頻控制器共同實現(xiàn)光伏控制的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4為實施例1中本實用新型最大功率跟蹤流程圖；
[0025]圖5為實施例2中本實用新型控制電路與電源模塊連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖6為實施例3中本實用新型控制電路與電源模塊連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖7為實施例3中本實用新型遠(yuǎn)程監(jiān)測及控制流程圖；
[0028]圖8為實施例4中光伏揚(yáng)水系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合說明書附圖和實施例，對本實用新型的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實施例僅用于說明本實用新型，但不能用來限制本實用新型的范圍。
[0030]實施例1:
[0031]不失一般性，圖1所示，本實用新型提供一種光伏控制器，包括外殼和電源模塊1，還包括:緊固設(shè)置在所述外殼內(nèi)部的控制電路；控制電路包括:單片機(jī)2和分別與所述單片機(jī)2信號連接的:模擬輸入電路3、數(shù)字輸入電路4、數(shù)字輸出電路5、鍵盤及LCD接口電路6、電源轉(zhuǎn)換電路7、串口電路8和存儲器9 ;電源模塊I與控制電路電連接。本實用新型以單片機(jī)2作為整個控制系統(tǒng)的核心，并在單片機(jī)2上擴(kuò)展出如下接口:
[0032]I).數(shù)字輸入電路接口:以光耦進(jìn)行電氣隔離，用于檢測傳感器反饋的電信號及來自變頻控制器的數(shù)字信號；其電路采用冗余設(shè)計，根據(jù)外部輸入信號是灌電流型輸出還是拉電流型輸出，采用不同的接口焊接方式，具體電路連接如圖2所示。對于灌電流型數(shù)字信號，從Jl的2腳輸入，焊接R2，不焊接Rl ;對于拉電流型數(shù)字信