專利名稱：光伏移動應急供電系統(tǒng)及其方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的光伏移動應急供電系統(tǒng)，包括充電模塊、儲能電池、變壓模塊、控制 模塊、電壓測量模塊和電流測量模i央，其中充電模塊與儲能電池相連，充電模塊為儲能電 池提供電源；儲能電池與變壓模塊相連，變壓模塊將儲能電池的電源進行變壓處理后將變 壓后的電源傳給負載；控制模塊分別與充電模塊、儲能電池和變壓模塊相連，控制模塊用來 顯示充電模塊、儲能電池和變壓模塊中的電壓和電流，并對檢測充電模塊、儲能電池和變壓 模塊發(fā)送相應的控制信息；電壓測量模塊分別與充電模塊、儲能電池和變壓模塊相連，用來檢測充電模塊、儲能電池和變壓模塊中的電壓，電壓測量模塊還與控制模塊相連，將得到的 電壓值通過控制模塊顯示；電流測量模塊分別與充電模塊、儲能電池和變壓模塊相連，用來 檢測充電模塊、儲能電池和變壓模塊中的電流，電流測量模塊還與控制模塊相連，將得到的 電流值通過控制模塊顯示。 所述的電壓測量模塊包括若干電壓傳感器，其中電壓傳感器分別與充電模塊、儲 能電池、變壓模塊和控制模塊相連傳輸電壓信息。 所述的電壓傳感器是直流電壓傳感器，或者是交流電壓傳感器。 所述的電流測量模塊包括若干電流傳感器，其中電流傳感器分別與充電模塊、儲 能電池、變壓模塊和控制模塊相連傳輸電流信息。 所述的電流傳感器是直流電流傳感器，或者是交流電流傳感器。 所述的充電模塊包括發(fā)電機、市電、太陽能模塊、雙路開關和直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源， 其中發(fā)電機和市電分別與雙路開關相連傳輸交流電源，雙路開關與直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源相 連傳輸交流電源，直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源和太陽能模塊分別與儲能電池相連傳輸交流電源和直 流電源，控制模塊、電壓測量模塊和電流測量模塊分別依次與發(fā)電機、市電、太陽能模塊相 連傳輸控制信號、電壓信號和電流信號，電流測量模塊與直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源相連傳輸電流 信號。 所述的雙路開關是雙電源自動轉(zhuǎn)換開關電器，用于市電(常用電源)和發(fā)電機 (備用電源)的切換。 所述的太陽能模塊包括太陽能電池板和光伏電源控制器，其中太陽能電池板 分別與電壓檢測模塊和電流檢測模塊相連傳輸太陽能電池板的電壓信號和電流信號，太陽 能電池板與光伏電源控制器相連傳輸控制信息和光伏電源，光伏電源控制器與控制模塊相 連傳輸控制信息。 所述的變壓模塊包括12V電源、24V電源和逆變電源，其中12V電源、24V電源和 逆變電源分別與控制模塊、電壓測量模塊和電流測量模塊相連傳輸控制信息、電壓信號和 電流信號。
所述的控制模塊包括PLC、人機交互模塊和若干接觸器，其中每個接觸器和PLC
相連傳輸PLC對接觸器的控制信息，電壓測量模塊和電流測量模塊分別與PLC相連傳輸電
壓電流值，PLC和人機交互模塊相連傳輸電壓電流值和對PLC的控制信息。 本發(fā)明涉及的上述光伏移動應急供電系統(tǒng)的供電方法，包括以下步驟 第一步，檢測儲能電池的電壓，如果儲能電池的電壓低于過放閾值，執(zhí)行第二步；
如果儲能電池的電壓低于過充閾值但高于過放閾值，執(zhí)行第三步；如果儲能電池的電壓高
于過充閾值，執(zhí)行第四步； 第二步，通過接觸器自動切斷負載，開始為儲能電池充電；
所述的為儲能電池充電是 1)存在光伏電源時，用太陽能電池板，為儲能電池充電；
2)在沒有光伏電源，但有市電時，用市電為儲能電池充電；
3)在沒有光伏電源或者市電時，用發(fā)電機為儲能電池充電。 第三步，通過接觸器自動連通負載，儲能電池根據(jù)需要為負載提供電源，同時充電 模塊為儲能電池充電；
5
所述的負載是12V直流負載，或者是24V直流負載，或者是220V交流負載。
第四步，通過接觸器自動切斷三路輸入，停止為儲能電池充電，儲能電池根據(jù)需要 為負載提供電源，同時返回第一步，繼續(xù)檢測儲能電池的電壓。 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是供電系統(tǒng)的電源來源有三種，可以是市 電，也可以是發(fā)電機，還可以是太陽能，能預防一個或兩個電源來源不能正常工作時，還能 為供電系統(tǒng)充電；利用了太陽能和市電，更環(huán)保，減少了對環(huán)境的污染；電源輸出形式有 12V直流、24V直流和220V交流三種，可以滿足更多需求。


圖1是實施例的結構原理圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明的實施作詳細說明，本實施例是在以本發(fā)明技術方案為前
提下進行的，給出了詳細的實施方式和過程，但本發(fā)明的保護范圍不限于下述的實施例。
實施例 如圖1所示，本實施例涉及的光伏移動應急供電系統(tǒng)包括充電模塊1、蓄電池2、 變壓模塊3、控制模塊4、電壓測量模塊5和電流測量模塊6，其中充電模塊l包括汽油發(fā) 電機7、市電8、太陽能模塊9、雙電源自動轉(zhuǎn)換開關電器10和直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源11，太陽能 模塊9包括太陽能電池板和光伏電源控制器，變壓模塊3包括12V電源12、24V電源13 和逆變電源14，控制模塊4包括PLC、液晶觸摸屏、光伏充電接觸器、發(fā)電機接觸器、市電接 觸器、12VDC電源接觸器、24VDC電源接觸器、逆變電源接觸器，電壓測量模塊5包括三個交 流電壓傳感器和四個直流電壓傳感器，電流測量模塊6包括三個交流電流傳感器和五個 直流電流傳感器。 本實施例中汽油發(fā)電機7與發(fā)電機接觸器相連傳輸交流電源，發(fā)電機接觸器分別 與第一交流電流傳感器和第一交流電壓傳感器相連傳輸汽油發(fā)電機7的電流信號和電壓 信號，市電8與市電接觸器相連傳輸市電，市電接觸器分別與第二交流電流傳感器和第二 交流電壓傳感器相連傳輸市電8的電流信號和電壓信號，市電接觸器和發(fā)電機接觸器分別 與雙電源自動轉(zhuǎn)換開關電器10相連傳輸控制信息，雙電源自動轉(zhuǎn)換開關電器10與直流穩(wěn) 壓穩(wěn)流電源11相連傳輸直流電源，太陽能電池板的輸出端分別與第一直流電流傳感器和 第一直流電壓傳感器相連傳輸電流信息和電壓信息，太陽能電池板與光伏電源控制器相連 傳輸光伏電源和控制信息，光伏電源控制器與光伏充電接觸器相連傳輸控制信息和光伏電 源，第二直流電流傳感器與直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源11的輸出端相連傳輸直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源11 的電流信息，直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源11和光伏充電接觸器分別與蓄電池2相連傳輸電源，蓄電 池2的輸出端分別與第三直流電流傳感器和第二直流電壓傳感器相連傳輸蓄電池2的電流 信號和電壓信號，蓄電池2的輸出端分別與12VDC電源接觸器和24VDC電源接觸器相連傳 輸12V直流電源和24V直流電源，12VDC電源接觸器通過DC-DC12V電源為12V直流負載15 提供12V直流電源，DC-DC12V電源分別與第四直流電流傳感器和第三直流電壓傳感器相連 傳輸DC-DC12V電源的電流信號和電壓信號，24VDC電源接觸器通過DC-DC24V電源為24V直 流負載16提供24V直流電源，DC-DC24V電源分別與第五直流電流傳感器和第四直流電壓傳感器相連傳輸DC-DC24V電源的電流信號和電壓信號，蓄電池2的輸出端還與逆變電源14 相連傳輸電源，逆變電源14為220V交流負載17提供220V、50Hz的交流電源，逆變電源14 的輸出端分別與第三交流電流傳感器和第三交流電壓傳感器相連傳輸逆變電源14的電壓 信號和電流信號，每個傳感器和接觸器都與PLC相連傳輸相應的電壓信號、電流信號或者 控制信號，PLC和液晶觸摸屏相連顯示電壓信息和電流信息，并傳輸對PLC的控制信息。
本實施例涉及的上述光伏移動應急供電系統(tǒng)的供電方法，包括以下步驟
第一步，第二直流電壓傳感器檢測蓄電池2的電壓，如果蓄電池2的電壓低于過放 閾值，執(zhí)行第二步；如果蓄電池2的電壓低于過充閾值但高于過放閾值，執(zhí)行第三步；如果 蓄電池2的電壓高于過充閾值，執(zhí)行第四步； 第二步，通過接觸器自動切斷負載，開始為蓄電池2充電；
所述的為蓄電池2充電是 1)存在光伏電源時，用太陽能電池板為蓄電池2充電 2)在沒有光伏電源，但有市電8時，用市電8為蓄電池2充電 3)在沒有光伏電源或者市電8時，用汽油發(fā)電機7為蓄電池2充電 第三步，通過接觸器自動連通負載，蓄電池2根據(jù)需要為負載提供電源，同時充電
模塊1為蓄電池2充電； 所述的負載是12V直流負載15，或者是24V直流負載16，或者是220V交流負載 17。 第四步，通過接觸器自動切斷三路輸入，停止為蓄電池2充電，蓄電池2根據(jù)需要 為負載提供電源，同時返回第一步，繼續(xù)檢測蓄電池2的電壓。 本實施例中供電系統(tǒng)的電源來源有三種，可以是市電8，也可以是汽油發(fā)電機7， 還可以是太陽能，能預防一個或兩個電源來源不能正常工作時，還能為供電系統(tǒng)充電；利用 了太陽能和市電8，更環(huán)保，減少了對環(huán)境的污染；電源輸出形式有12V直流、24V直流和 220V交流三種，可以滿足更多需求。
權利要求
一種光伏移動應急供電系統(tǒng)，其特征在于，包括充電模塊、儲能電池、變壓模塊、控制模塊、電壓測量模塊和電流測量模塊，其中充電模塊與儲能電池相連，充電模塊為儲能電池提供電源；儲能電池與變壓模塊相連，變壓模塊將儲能電池的電源進行變壓處理后將變壓后的電源傳給負載；控制模塊分別與充電模塊、儲能電池和變壓模塊相連，控制模塊用來顯示充電模塊、儲能電池和變壓模塊中的電壓和電流，并對檢測充電模塊、儲能電池和變壓模塊發(fā)送控制信息；電壓測量模塊分別與充電模塊、儲能電池和變壓模塊相連，用來檢測充電模塊、儲能電池和變壓模塊中的電壓，電壓測量模塊還與控制模塊相連，將得到的電壓值通過控制模塊顯示；電流測量模塊分別與充電模塊、儲能電池和變壓模塊相連，用來檢測充電模塊、儲能電池和變壓模塊中的電流，電流測量模塊還與控制模塊相連，將得到的電流值通過控制模塊顯示；所述的充電模塊包括發(fā)電機、市電、太陽能模塊、雙路開關和直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，其中發(fā)電機和市電分別與雙路開關相連傳輸交流電源，雙路開關與直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源相連傳輸交流電源，直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源和太陽能模塊分別與儲能電池相連傳輸交流電源和直流電源，控制模塊、電壓測量模塊和電流測量模塊分別依次與發(fā)電機、市電、太陽能模塊相連傳輸控制信號、電壓信號和電流信號，電流測量模塊與直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源相連傳輸電流信號。
2. 根據(jù)權利要求1所述的光伏移動應急供電系統(tǒng)，其特征是，所述的電壓測量模塊包 括若干電壓傳感器，其中電壓傳感器分別與充電模塊、儲能電池、變壓模塊和控制模塊相 連傳輸電壓信息。
3. 根據(jù)權利要求1所述的光伏移動應急供電系統(tǒng)，其特征是，所述的電流測量模塊包 括若干電流傳感器，其中電流傳感器分別與充電模塊、儲能電池、變壓模塊和控制模塊相 連傳輸電流信息。
4. 根據(jù)權利要求1所述的光伏移動應急供電系統(tǒng)，其特征是，所述的雙路開關是雙電 源自動轉(zhuǎn)換開關電器。
5. 根據(jù)權利要求1所述的光伏移動應急供電系統(tǒng)，其特征是，所述的太陽能模塊包括 太陽能電池板和光伏電源控制器，其中太陽能電池板分別與電壓檢測模塊和電流檢測模 塊相連傳輸太陽能電池板的電壓信號和電流信號，太陽能電池板與光伏電源控制器相連傳 輸控制信息和光伏電源，光伏電源控制器與控制模塊相連傳輸控制信息。
6. 根據(jù)權利要求1所述的光伏移動應急供電系統(tǒng)，其特征是，所述的變壓模塊包括12V電源、24V電源和逆變電源，其中12V電源、24V電源和逆變電源分別與控制模塊、電壓 測量模塊和電流測量模塊相連傳輸控制信息、電壓信號和電流信號。
7. 根據(jù)權利要求1所述的光伏移動應急供電系統(tǒng)，其特征是，所述的控制模塊包括PLC、人機交互模塊和若干接觸器，其中每個接觸器和PLC相連傳輸PLC對接觸器的控制信 息，電壓測量模塊和電流測量模塊分別與PLC相連傳輸電壓電流值，PLC和人機交互模塊相 連傳輸電壓電流值和對PLC的控制信息。
8. —種根據(jù)權利要求1所述的光伏移動應急供電系統(tǒng)的供電方法，其特征在于，包括 以下步驟第一步，檢測儲能電池的電壓，如果儲能電池的電壓低于過放閾值，執(zhí)行第二步；如果 儲能電池的電壓低于過充閾值但高于過放閾值，執(zhí)行第三步；如果儲能電池的電壓高于過充閾值，執(zhí)行第四步；第二步，通過接觸器自動切斷負載，開始為儲能電池充電； 所述的為儲能電池充電是1) 存在光伏電源時，用太陽能電池板，為儲能電池充電；2) 在沒有光伏電源，但有市電時，用市電為儲能電池充電；3) 在沒有光伏電源或者市電時，用發(fā)電機為儲能電池充電；第三步，通過接觸器自動連通負載，儲能電池根據(jù)需要為負載提供電源，同時充電模塊 為儲能電池充電；第四步，通過接觸器自動切斷三路輸入，停止為儲能電池充電，儲能電池根據(jù)需要為負 載提供電源，同時返回第一步，繼續(xù)檢測儲能電池的電壓。
9.根據(jù)權利要求8所述的光伏移動應急供電方法，其特征是，所述的負載是12V直流負 載，或者是24V直流負載，或者是220V交流負載。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電力電子技術領域的光伏移動應急供電系統(tǒng)及其方法，系統(tǒng)包括充電模塊、儲能電池、變壓模塊、控制模塊、電壓測量模塊和電流測量模塊，充電模塊包括發(fā)電機、市電、太陽能模塊、開關和直流穩(wěn)壓穩(wěn)流電源，變壓模塊包括12v電源、24v電源和逆變電源，供電方法為檢測儲能電池的電壓，當儲能電池的電壓低于過放閾值時，選擇光伏電源或者市電或者發(fā)電機為儲能電池充電；當儲能電池的電壓低于過充閾值但高于過放閾值時，為負載提供電源，同時為儲能電池充電；當儲能電池的電壓高于過充閾值時，繼續(xù)為負載提供電源，但停止為儲能電池充電。本發(fā)明供電系統(tǒng)的電源來源有三種，更環(huán)保，減少了對環(huán)境的污染；電源輸出可以滿足更多需求。
文檔編號H02N6/00GK101702529SQ20091031047
公開日2010年5月5日 申請日期2009年11月26日 優(yōu)先權日2009年11月26日
發(fā)明者劉文晉, 史偉偉, 王志新, 甘輝軍, 陳成功 申請人:上海交通大學