[发明专利]一种基于功率自适应反馈的激光光纤供电工作方法

说明书

一种基于功率自适应反馈的激光光纤供电工作方法，采用激光光纤供电系统，激光光纤供电系统包括激光器、超级电容储能模快、光伏模块和第一微控制器，光伏模块适于给传感节点供电；所述激光光纤供电系统处于传感节点供电模式时，所述第一微控制器基于光伏模块的输出功率、传感节点的功率需求、以及超级电容储能模块的工作电压，对激光器传输至光伏模块的入射激光功率执行回路反馈控制，且对光伏模块给所述超级电容储能模块的充电过程以及超级电容储能模块对传感节点的放电过程进行管控。所述基于功率自适应反馈的激光光纤供电工作方法能够提高激光光纤供电系统的长期可靠性。

技术领域

本发明涉及激光光纤供电技术领域，尤其涉及一种基于功率自适应反馈的激光光纤供电工作方法。

背景技术

激光光纤供电是高压(HV)环境中传感节点电源的首选解决方案。选择激光光纤供电系统而不是常规电源的原因是对电隔离，雷电保护，火花防护，抗电磁干扰，减轻重量，耐腐蚀等方面的要求。用于高压环境中传感应用的激光光纤供电系统的光功率要求通常从几瓦特到几十瓦特不等，比光通信中使用的光功率高得多。

关键高压设备状态的在线监测是早期发现异常和采取补救措施的重要手段，以确保电网可靠运行并避免经济和人员损失。激光光纤供电系统中的激光供电接收端装置和传感器节点通常被一起安装在高电位区域，给激光光纤供电系统的维护和故障检修带来的很大的困难。因此，这对激光光纤供电系统的核心器件的长期可靠性提出了很高的要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中激光光纤供电系统的长期可靠性较差的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于功率自适应反馈的激光光纤供电工作方法，采用激光光纤供电系统，其特征在于，所述激光光纤供电系统包括激光器、超级电容储能模快、光伏模块和第一微控制器，所述光伏模块适于给传感节点供电；所述激光光纤供电系统处于传感节点供电模式时，所述第一微控制器基于光伏模块的输出功率、传感节点的功率需求、以及超级电容储能模块的工作电压，对激光器传输至光伏模块的入射激光功率执行回路反馈控制，且对光伏模块给所述超级电容储能模块的充电过程以及超级电容储能模块对传感节点的放电过程进行管控。

可选的，所述激光光纤供电系统处于传感节点供电模式时具有快速充电模式和功率跟踪模式；所述工作方法还包括：设置超级电容储能模快的工作电压的上限工作电压和下限工作电压；当第一微控制器监测到超级电容储能模快的工作电压小于下限工作电压，则切换至快速充电模式，第一微控制器控制所述光伏模块对超级电容储能模快进行充电；当第一微控制器监测到所述超级电容储能模快的工作电压大于上限工作电压时，则切换至功率跟踪模式，光伏模块的输出功率由传感器节点的平均负载功率调整。

可选的，所述功率跟踪模式下光伏模块的输出功率小于快速充电模式下光伏模块的输出功率，且功率跟踪模式下光伏模块的输出功率的变化率小于快速充电模式下光伏模块的输出功率的变化率。

可选的，所述激光光纤供电系统还包括：激光器，所述激光器适于为所述光伏模块提供激光；在第一微控制器控制光伏模块对超级电容储能模快进行充电的过程中，通过回路反馈控制提高光伏模块的输出功率，直至配置激光器的光功率使光伏模块能够获得最大输出功率。

可选的，当第一微控制器监测到光伏模块的输出功率小于传感节点的功率需求时，第一微控制器控制超级电容储能模快放电，使得超级电容储能模快和光伏模块一并为传感节点供电；当第一微控制器监测到光伏模块的输出功率大于传感节点的功率需求时，第一微控制器通过回路反馈控制逐步降低光伏模块的入射激光能量至光伏模块的输出功率等于传感节点的功率需求。

可选的，当第一微控制器监测到光伏模块的输出功率小于传感节点的功率需求时，超级电容储能模快中存储的能量将用于填补传感节点的功率需求与光伏模块的输出功率的差值，光伏模块的入射激光能量不变；或者，当第一微控制器监测到光伏模块的输出功率小于传感节点的功率需求时，第一微控制器控制超级电容储能模快放电的同时，第一微控制器通过回路反馈控制逐步提高光伏模块的入射激光能量。