太阳能市电互补家庭发电系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种太阳能市电互补家庭发电系统，发电系统包括蓄电池；光伏组件；用于检测当前光照强度的光照传感器；时钟模块；存储单元；电压检测装置；与光照传感器、时钟模块、存储单元以及电压检测装置连接，用于控制系统的光照处理单元；与光照处理单元连接，用于控制光伏组件为蓄电池充电的太阳能充电控制器；以及与光照处理单元连接，用于控制市电为蓄电池补充充电的市电充电控制器。本实用新型专利技术比较太阳能可充电电量与蓄电池的实际待充电量，提高了太阳能的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及太阳能发电领域，具体涉及一种太阳能市电互补家庭发电系统。
技术介绍
随着社会的进步和发展，生活中对于电的依赖越来越大。目前很多地区由于供电条件不足，市电经常性发生停电现象，特别是晚上用电高峰期，由于电力调配的需要，更是存在短时停电的现象。为了缓解这一现象，不少家庭配备了蓄电池以备不时之需。随着全球气候问题日益严重，能源危机不断加剧，太阳能作为一种绿色能源越来越得到重视。在光照条件允许的情况下，利用太阳发电并将电力储存下来以便市电停电时使用，是一种较好的选择。但是，光照条件会随着时间、天气等客观因素发生改变。当光照条件不理想时，仅仅依靠太阳能为蓄电池充电可能无法提供足够的电量而影响蓄电池的使用寿命；若采用容量较小的蓄电池，则当光照条件较好时又会影响太阳能的利用效率。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种太阳能市电互补家庭发电系统，该系统在判断利用光能可以充满蓄电池时，用太阳能对蓄电池充电，在利用光能不可以充满蓄电池时，同时采用市电对蓄电池充电，既保证蓄电池有足够的电量来源，又提高了太阳能的利用率。为解决上述技术问题，本技术采用如下所述的技术方案：一种太阳能市电互补家庭发电系统，包括：蓄电池，其用于存储电能；光伏组件，其通过一太阳能充电控制器而连接于所述蓄电池，用于在有效光强时间内将太阳能转化为电能为所述蓄电池充电；市电充电控制器，连接于市电输出端和所述蓄电池之间；光照传感器，其用于检测当前光照强度；时钟模块，其用于为当前光照强度数据添加时间属性；存储单元，其用于存储光照历史数据；第一电压检测装置，其与蓄电池连接，用于检测蓄电池电压；第二电压检测装置，其与所述光伏组件连接，用于检测光伏组件的输出电压；光照处理单元，分别与所述光照传感器、时钟模块、存储单元、第一电压检测装置、第二电压检测装置、太阳能充电控制器和市电充电控制器连接，所述光照处理单元接收所述光照传感器检测到的当前光照强度，调用存储单元中存储的光照历史数据，结合光照历史数据与当前光照强度通过极限学习机深度学习算法计算蓄电池的理论待充电量，其通过第一电压检测装置检测到的蓄电池电压计算出蓄电池的实际待充电量，并将理论待充电量与实际待充电量进行比较，控制所述太阳能充电控制器及市电充电控制器对所述蓄电池充电。优选地，所述第二电压检测装置检测到的光伏组件输出电压比所述第一电压检测装置检测到的蓄电池电压高1伏及以上时，进入有效光强时间。优选地，所述光照处理单元对所述光照历史数据进行分析，计算求得每一天进入有效光强时间的时刻、结束有效光强时间的时刻、光强最强时刻、光强增大速率、以及光强衰减速率并以此作为参数训练极限学习机。优选地，在所述太阳能市电互补家庭发电系统安装之初，理论待充电量值
被设置为蓄电池容量的40％。优选地，所述太阳能市电互补家庭发电系统还包括逆变器，其与所述蓄电池连接，用于将蓄电池输出的直流电转换为交流电。本技术的有益技术效果在于：通过光照处理单元，可以将光照获取单元检测到的当前光照数据结合历史数据通过极限学习机深度学习算法计算蓄电池的理论待充电量，并将其与实际待充电量进行比较，分析决策是否用市电对蓄电池补充充电。保证了蓄电池的使用寿命同时，增大了光能的利用率，解决了现有技术的缺陷。附图说明图1是本技术太阳能市电互补家庭发电系统的原理框图。图2是太阳能市电互补家庭发电系统的控制方法的流程示意图。具体实施方式为使本领域的普通技术人员更加清楚地理解本技术的目的、技术方案和优点，以下结合附图和实施例对本技术做进一步的阐述。如图1所示，太阳能市电互补家庭发电系统1包括用于储存电能的蓄电池10、用于在有效光强时间内获取太阳能并将太阳能转化为电能的光伏组件20、用于检测当前光照强度的光照传感器30、用于提供时刻信息的时钟模块40、用于存储数据的存储单元50、用于检测蓄电池10两端电压的第一电压检测装置11，用于检测光伏组件20输出电压的第二电压检测装置21、用于整个系统控制的光照处理单元60、用于控制启动光伏组件充电的太阳能充电控制器70、以及用于控制启动市电补充充电的市电充电控制器80。第一电压检测装置11与蓄电池10连接，用于检测蓄电池10的电压，并将检测所得数据反馈至光照处理单元60。第二电压检测装置21与光伏组件20连接，
用于检测光伏组件20的电压，并将检测所得数据反馈至光照处理单元60。光照处理单元60与光照传感器30、时钟模块40、存储单元50、第一电压检测装置11以及第二电压检测装置21连接，其用于控制整个太阳能市电互补家庭发电系统。光照处理单元60接收光照传感器30检测到的当前光照强度，并将其以光照历史数据的形式存储于存储单元50，同时光照处理单元60可调用存储单元50中存储的光照历史数据，结合光照历史数据与当前光照强度通过极限学习机深度学习算法计算蓄电池的理论待充电量。光照处理单元60通过第一电压检测装置11检测到的蓄电池电压计算出蓄电池10的实际待充电量，并将理论待充电量与实际待充电量进行比较。太阳能充电控制器70与光伏组件20、光照处理单元60以及蓄电池10连接，用于接收光照处理单元70的指令在有效光强时间内启动光伏组件20为蓄电池10充电。市电充电控制器80与蓄电池10以及光照处理单元60连接，当理论待充电量小于实际待充电量时，光照处理单元60启动市电充电控制器80连接市电为蓄电池10补充充电，当理论待充电量大于或等于实际待充电量时，光照处理单元60控制市电充电模块80断开市电不为蓄电池10补充充电。蓄电池10的实际待充电量为从当前时刻直至蓄电池容量充满时所需要的电量。第一电压检测装置11测量到的蓄电池10两端的电压后，将电压数据传送至光照处理单元60，光照处理单元60可以计算出蓄电池10的实际已充电量，对于容量一定的蓄电池，用蓄电池的总容量减去实际已充电量，即可得到蓄电池10的实际待充电量。充电进行一段时间后，当第一电压检测装置11检测到蓄电池电压达到某一值时，光照处理单元60判断蓄电池已充满，则控制系统结束充电。蓄电池10的理论待充电量为从当前时刻直至蓄电池容量充满时仅以太阳能
充电，理论上可以充入的电量。理论待充电量为光照处理单元60通过极限学习机深度学习算法计算得出。作为一种优选方案，光照处理单元60对存储于存储单元50中的光照历史数据进行分析，计算求得每一天进入有效光强时间的时刻、结束有效光强时间的时刻、光强最强时刻、光强增大速率、以及光强衰减速率，结合当前时刻，将这些数据作为输入，并记录该时刻的实际待充电量作为标准值，训练极限学习机。随着家庭发电系统的使用，极限学习机各项输入的权重被逐渐修正，以得到较为准确的理论待充电量值。在其他实施例中，也可选择其他参数作为输入。本实施例中，当光伏组件20的输出电压比蓄电池10两端的电压高出1伏及以上时，光照处理单元60判断进入有效光强时间；当光伏组件20的输出电压未比蓄电池10两端的电压高出1伏及以上时，光照处理单元60判断未进入有效光强时间。于其他实施例中，也可通过其他方式判断进入有效光强时间。本实施例中，蓄电池10还连接有用于将蓄电池的直流电转换为交流电输出的逆变器12。为了保证蓄本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能市电互补家庭发电系统，其特征在于，包括：蓄电池，其用于存储电能；光伏组件，其通过一太阳能充电控制器而连接于所述蓄电池，用于在有效光强时间内将太阳能转化为电能为所述蓄电池充电；市电充电控制器，连接于市电输出端和所述蓄电池之间；光照传感器，其用于检测当前光照强度；时钟模块，其用于为当前光照强度数据添加时间属性；存储单元，其用于存储光照历史数据；第一电压检测装置，其与蓄电池连接，用于检测蓄电池电压；第二电压检测装置，其与所述光伏组件连接，用于检测光伏组件的输出电压；光照处理单元，分别与所述光照传感器、时钟模块、存储单元、第一电压检测装置、第二电压检测装置、太阳能充电控制器和市电充电控制器连接，所述光照处理单元接收所述光照传感器检测到的当前光照强度，调用存储单元中存储的光照历史数据，结合光照历史数据与当前光照强度通过极限学习机深度学习算法计算蓄电池的理论待充电量，其通过第一电压检测装置检测到的蓄电池电压计算出蓄电池的实际待充电量，并将理论待充电量与实际待充电量进行比较，控制所述太阳能充电控制器及市电充电控制器对所述蓄电池充电。

【技术特征摘要】
1.一种太阳能市电互补家庭发电系统，其特征在于，包括：蓄电池，其用于存储电能；光伏组件，其通过一太阳能充电控制器而连接于所述蓄电池，用于在有效光强时间内将太阳能转化为电能为所述蓄电池充电；市电充电控制器，连接于市电输出端和所述蓄电池之间；光照传感器，其用于检测当前光照强度；时钟模块，其用于为当前光照强度数据添加时间属性；存储单元，其用于存储光照历史数据；第一电压检测装置，其与蓄电池连接，用于检测蓄电池电压；第二电压检测装置，其与所述光伏组件连接，用于检测光伏组件的输出电压；光照处理单元，分别与所述光照传感器、时钟模块、存储单元、第一电压检测装置、第二电压检测装置、太阳能充电控制器和市电充电控制器连接，所述光照处理单元接收所述光照传感器检测到的当前光照强度，调用存储单元中存储的光照历史数据，结合光照历史数据与当前光照强度通过极限学习机深度学习算法计算蓄电池的理论待充电量，其通过第一电压检测装置检测到的蓄电池电压计算出蓄电池的实际...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴峰，王贤辰，黄国梁，许楚兵，
申请(专利权)人：深圳市斯派克光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44