[发明专利]一种基于MPPT的太阳能路灯开关控制装置及方法

说明书

本发明涉及一种基于MPPT的太阳能路灯开关控制装置及方法，该装置包括依次连接的光伏电池、DC/DC转换器、蓄电池、开关控制器，所述开关控制器连接路灯；该装置还包括数字信号处理器，所述数字信号处理器通过电压电流采集模块与所述光伏电池连接、通过驱动电路与所述DC/DC转换器连接，并与所述开关控制器连接；所述数字信号处理器采用MPPT控制方法，并通过采集光伏电池的电压和电流得到最大功率，通过比较最大功率与设定阈值的大小来控制开关控制器。与现有技术相比，本发明利用最大功率点跟踪的特性，代替路灯定时开关和光线传感器的功能，实现路灯智能开关控制。

技术领域

本发明涉及照明设备控制技术领域，尤其是涉及一种基于MPPT的太阳能路灯开关控制装置及方法。

背景技术

目前太阳能电池中晶体硅电池占据了大量的市场份额，在实际应用中，在无法改变室外温度、辐射照度以及更换光伏电池的情况下，需充分发挥光伏电池的能力，尽可能地将光能转换为电能，降低发电成本，而解决这个问题的一个重要方式是采用最大功率点跟踪(Maximum Power Point Tracking,MPPT)技术。现阶段，太阳电池广泛应用于路灯供电，且已经实现最大功率点跟踪，使光能尽可能的转换为电能。MPPT控制器除了能够使太阳能电池达到最大的充电功率之外，也蕴含着更多的可以被利用的信息。

目前有关路灯控制大部分是利用光敏电阻的特性，根据光线强弱的不同传送给单片机不同的信号，再结合声音传感器、红外光电传感器和红外人体识别传感器将检测到的信息传送给单片机，在单片机中经过相关运算处理，给出路灯亮、灭的信号，还有小部分是利用定时开关。这两种控制方式中前者控制较为复杂，成本较高，后者虽为简单但是不仅耗费人力物力，更是对操作人员的安全没有保障。

对光伏电池板充电特性的充分利用为解决太阳能路灯根据光照强度适时开关提供了解决思路，这对路灯照明的人性化、智能化、有效节约能源、降低成本等方面有重要的意义。目前，针对太阳能路灯开关的控制方式有定时开关和利用光线传感器控制开关两种方式，还没有充分考虑并利用光伏电池板充电特性来实现开关的智能控制的案例。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于MPPT的太阳能路灯开关控制装置及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于MPPT的太阳能路灯开关控制装置，包括依次连接的光伏电池、DC/DC转换器、蓄电池、开关控制器，所述开关控制器连接路灯；该装置还包括数字信号处理器，所述数字信号处理器通过电压电流采集模块与所述光伏电池连接、通过驱动电路与所述DC/DC转换器连接，并与所述开关控制器连接；所述数字信号处理器采用MPPT控制方法，并通过采集光伏电池的电压和电流得到最大功率，通过比较最大功率与设定阈值的大小来控制开关控制器。

优选的，所述MPPT控制方法具体采用电导增量法。

一种采用上述基于MPPT的太阳能路灯开关控制装置的开关控制方法，包括：

S1、初始化：通过一段时间内每天的日落时刻和日出时刻，得到平均日落时刻和平均日出时刻，导入数字信号处理器中；

S2、路灯状态监测：监测到路灯当前状态为关闭时，进行步骤S3的路灯开启控制，否则，进行步骤S4的路灯关闭控制；

S3、路灯开启控制：在平均日落时刻之前判断光伏电池的最大功率是否持续一段时间小于开关阈值，若是，则记录该时刻为路灯开启时刻并控制路灯开启，否则重新计时监测；

S4、路灯关闭控制：在平均日出时刻前后的设定时间段内不断判断光伏电池的最大功率是否大于开关阈值，若是，则记录该时刻为路灯关闭时刻并控制路灯关闭；

S5、数据更新：分别根据当日的路灯开启时刻和路灯关闭时刻更新日落时刻和日出时刻的数据。