基于CAN总线的模块化独立光伏发电控制系统

图5 充电控制策略软件流程

4 系统测试

试验总共有7个节点投入运行，包括1个管理模块和6个额定充电电流为30 A的充电模块。用6个直流恒压源代替太阳能电池板，蓄电池为额定电压48 V、容量200 Ah的铅酸蓄电池。通过管理模块设定浮充电压54．8 V，均衡电压58．6 V，均衡充电时长为30 min。在测试中，为能够投入更多的充电模块，采用40 A电子负载持续给蓄电池放电。

通过管理模块，可实时查看充电过程中各充电模块的充电状态信息。当未达到浮充电压时，管理模块发送命令，依次切人充电模块1～6；当接近浮充电压时，管理模块依次切出充电模块3—6，开始调整充电模块2的充电PWM占空比，使蓄电池电压维持在浮充电压。通过增大电子负载电流，给蓄电池放电，使其电压低于设定的均衡充电电压阈值，此时管理模块自动设定目标充电电压为均衡电压；均衡充电完成后，自动设定充电目标电压为浮充电压。当蓄电池电压维持在浮充状态时，充电PWM信号示意图如图6所示。

图6 浮充状态充电PWM信号示意图

5 结语

针对独立光伏发电系统中对蓄电池保护不足、充电质量、效率低下的问题，应用CAN总线构建了一种模块化独立光伏发电控制系统，实现了光伏发电系统多节点、高速、高可靠性的网络互连。多个充电模块在管理模块控制下，协同对蓄电池稳定、可靠地充电，并通过所设计的充电控制策略，增强了对蓄电池的保护。试验表明，该系统运行稳定、发电效率高，充电过程中蓄电池电压平稳，有利于延长蓄电池使用寿命。