一种新型的光伏能量存储控制方法及其车载遮阳棚技术

本发明专利技术公开了一种新型的光伏能量存储控制方法及其车载遮阳棚，该方法包括：获取柔性太阳能板及混合储能模块的电压电流数据，得到输入数据；根据输入数据计算太阳板的输出参考电流值，并生成PWM信号；根据PWM信号对变换器模块进行控制。该车载遮阳棚包括卷轴、柔性太阳能板、遮阳布、变换器模块和混合储能模块，所述卷轴与遮阳布连接，所述遮阳布的下表面设置有可伸缩的金属屈臂，所述遮阳布的上表面安装有柔性太阳能板，所述柔性太阳能板与变换器模块连接，所述变换器模块与混合储能模块连接。该控制方法能够大大减少控制器的计算量，提高控制效率，该车载遮阳棚具有较高的便利性和可行性。本发明专利技术可广泛应用于车载光伏设备领域。本发明专利技术可广泛应用于车载光伏设备领域。本发明专利技术可广泛应用于车载光伏设备领域。

【技术实现步骤摘要】
一种新型的光伏能量存储控制方法及其车载遮阳棚


[0001]本专利技术涉及车载光伏设备领域，尤其涉及一种新型的光伏能量存储控制方法及其车载遮阳棚。

技术介绍

[0002]目前，房车市场在我国快速发展，由于房车的特殊用途及市场定位，房车的对电能的需求远大于一般汽车，但因蓄电池技术瓶颈以及地域限制，房车常常面临着用电紧张的困境。光伏发电利用半导体的光电效应将太阳能转换为电能供负载使用。由于光伏发电绿色、环保且不受地域限制等优点，其广泛应用于汽车、通信以及交通领域，能够缓解房车用电紧张的状况，但光伏发电存在间歇性且利用效率不高的问题制约了光伏设备在商业上的推广与应用。因此，发展应用于房车的光伏设备对于解决房车用电紧张的问题具有重要的意义。
[0003]现有能量储存控制方法多基于PID控制，PID控制作为一种经典控制算法，存在动态响应慢、超调大、带宽窄等问题，而在房车能量储存与使用中，光伏发电的间歇性与负载的即插即用涉及系统的动态过程。因此，采用基于PID控制器的方案存在许多局限。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种新型的光伏能量存储控制方法及其车载遮阳棚，该方法能够大大减少控制器的计算量，提高控制效率，该车载遮阳棚具有较高的便利性和可行性。
[0005]本专利技术所采用的第一技术方案是：一种新型的光伏能量存储控制方法，包括以下步骤：
[0006]获取柔性太阳能板及混合储能模块的电压电流数据，得到输入数据；
[0007]根据输入数据计算太阳板的输出参考电流值，并生成PWM信号；
[0008]根据PWM信号对变换器模块进行控制。
[0009]进一步，所述基于最大功率点跟踪控制方法，对输入数据进行处理，得到PWM信号这一步骤，其具体包括：
[0010]根据输入数据计算柔性太阳能板的输出功率并定义系统误差；
[0011]根据实际需求和光伏电池的输出曲线得到触发条件；
[0012]在光伏控制器中，判断到系统误差符合触发条件，MPPT控制器工作，更新输出电流参考值信号并由模型预测控制器计算得到PWM信号，判断到系统误差不符合触发条件，MPPT控制器不工作，保持上一时刻的输出电流参考值信号并由模型预测控制器计算得到PWM信号；
[0013]在混合储能系统控制器中，判断到系统误差符合触发条件，模型预测控制器工作，更新输出电流参考值信号并由滞环控制器计算得到PWM信号，判断到系统误差不符合触发条件，模型预测控制器不工作，保持上一时刻的输出电流参考值信号，由滞环控制器计算得
到PWM信号。
[0014]进一步，光伏控制器的触发条件表示如下：
[0015][0016]上式中，e
PV,i
(k)表示光伏控制系统误差，P表示输出功率，u
i
表示第i个太阳能板的输出电压，T表示环境温度，λ表示调节因子。
[0017]进一步，混合储能系统控制器触发条件表示如下：
[0018]||e
HESS
(t)||≤αγ
‑1||x(t)||
[0019]上式中，||eHESS(t)||和||x(t)||为相应变量的范数，α和γ为κ类函数。
[0020]本专利技术所采用的第二技术方案是：一种车载遮阳棚，包括卷轴、柔性太阳能板、遮阳布、变换器模块和混合储能模块，所述卷轴与遮阳布连接，所述遮阳布的下表面设置有可伸缩的金属屈臂，所述遮阳布的上表面安装有柔性太阳能板，所述柔性太阳能板与变换器模块连接，所述变换器模块与混合储能模块连接。
[0021]进一步，所述卷轴包括转轴、安装板、金属外壳和蜗轮，所述转轴与遮阳布的固定端相连接，所述安装板固定安装在汽车的外侧，所述金属外壳与安装板连接，所述金属外壳的内部设有放置仓，所述蜗轮安装在金属外壳的侧面。
[0022]进一步，所述柔性太阳能板包括防水接线口和柔性太阳能电池组件，所述防水接线口将柔性太阳能电池组件串并联后与变换器相连。
[0023]进一步，所述变换器模块包括单电感
‑
多输入单输出Boost变换器、双向变换器、控制器和传感器，所述单电感
‑
多输入单输出Boost变换器的输入端与太阳能板连接，所述单电感
‑
多输入单输出Boost变换器的输出端与负载连接，所述控制器的输入端与传感器的输出端连接，所述控制器的输出端分别与单电感
‑
多输入单输出Boost变换器的输入端和双向变换器的输入端相连。
[0024]进一步，所述混合储能模块包括蓄电池、电容和负载，所述蓄电池通过双向变换器与负载连接，所述电容通过双向变换器与负载连接。
[0025]本专利技术的有益效果是：本专利技术在车载式遮阳棚上设置柔性太阳能板，极大地增大了光照面积，提高了蓄电池的充电功率，且易于收纳放置、操作简单可行，通过采用单电感、多输入单输出的电路拓扑结构，大大减少了元件的数量，从而降低成本；此外，该新型最大功率点跟踪控制(MPPT)方法可降低柔性太阳能板局部遮挡对光伏设备发电功率的不利影响，有效减少输出功率波动，并能够大大减少控制器的计算量，提高控制效率。
附图说明
[0026]图1是本专利技术一种新型的光伏能量存储控制方法的步骤流程图；
[0027]图2是本专利技术一种车载遮阳棚的结构示意图；
[0028]图3是本专利技术具体实施例的部分电路示意图；
[0029]图4是本专利技术具体实施例光伏控制器的流程框图；
[0030]图5是本专利技术具体实施例混合储能控制器的流程框图；
[0031]附图说明：1、安装板；2、通槽；3、金属外壳；4、卷轴；5、扣环；6、金属屈臂；7、柔性太阳能板；8、遮阳布；10、支撑杆；11、蜗轮；12、蓄电池；13、电容。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的详细说明。对于以下实施例中的步骤编号，其仅为了便于阐述说明而设置，对步骤之间的顺序不做任何限定，实施例中的各步骤的执行顺序均可根据本领域技术人员的理解来进行适应性调整。
[0033]参照图1，本专利技术提供了一种新型的光伏能量存储控制方法，该方法包括以下步骤：
[0034]S1、获取柔性太阳能板及混合储能模块的电压电流数据，得到输入数据；
[0035]S2、根据输入数据计算太阳板的输出参考电流值，并生成PWM信号；
[0036]S2.1、根据输入数据计算柔性太阳能板的输出功率并定义系统误差；
[0037]具体地，通过传感器测量各块柔性太阳能板输出端的电压U和电流I，计算得到此时柔性太阳能板的输出功率P＝UI，定义此时系统误差：
[0038][0039]因为最大功率点处故
[0040][0041]S2.2、根据实际需求和光伏电池的输出曲线得到触发条件；
[0042]具体地，光伏控制器器触发条件表示如下：
[0043][0044]上式中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型的光伏能量存储控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取柔性太阳能板及混合储能模块的电压电流数据，得到输入数据；根据输入数据计算太阳板的输出参考电流值，并生成PWM信号；根据PWM信号对变换器模块进行控制。2.根据权利要求1所述一种新型的光伏能量存储控制方法，其特征在于，所述根据输入数据计算太阳板的输出参考电流值，并生成PWM信号这一步骤，其具体包括：根据输入数据计算柔性太阳能板的输出功率并定义系统误差；根据实际需求和光伏电池的输出曲线得到触发条件；在光伏控制器中，判断到系统误差符合触发条件，MPPT控制器工作，更新输出电流参考值信号并由模型预测控制器计算得到PWM信号，判断到系统误差不符合触发条件，MPPT控制器不工作，保持上一时刻的输出电流参考值信号并由模型预测控制器计算得到PWM信号；在混合储能系统控制器中，判断到系统误差符合触发条件，模型预测控制器工作，更新输出电流参考值信号并由滞环控制器计算得到PWM信号，判断到系统误差不符合触发条件，模型预测控制器不工作，保持上一时刻的输出电流参考值信号，由滞环控制器计算得到PWM信号。3.根据权利要求2所述一种新型的光伏能量存储控制方法，其特征在于，光伏控制器的触发条件表示如下：上式中，e
PV,i
(k)表示光伏控制系统误差，P表示输出功率，u
i
表示第i个太阳能板的输出电压，T表示环境温度，λ表示调节因子。4.根据权利要求2所述一种新型的光伏能量存储控制方法，其特征在于，混合储能系统控制器触发条件表示如下：||e
HESS
(t)||≤αγ
‑1||x(t)||上式中，||e
HESS

【专利技术属性】
技术研发人员：王本斐，李志鹏，陈倩玲，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：