一种避免太阳能电池供电和交流电供电频繁切换的方法与流程

本发明涉及太阳能电池供电领域，具体而言，涉及一种避免太阳能电池供电和交流电供电频繁切换的方法。

背景技术：

1、随着清洁能源太阳能利用的普及，水泵系统的供电方式逐步采用了太阳能电池板供电的方式，同时，由于太阳光强度是变化的，特别是早上和下午光线弱的时候，太阳能电池板输出电压有一个特点：开路电压（无负载）比较高，但是带负载能力差，只要一接入负载，电池板的电压就会急剧下降，导致水泵系统进入欠压保护，会停机，根据系统设计，会立即切换到交流供电，此时电池板没有了水泵负载，电压会很快恢复到开路电压，此时系统检测到电压恢复，就会自动切换到电池供电，如此反复，导致水泵无法正常运行，且频繁的切换也会降低控制器的使用寿命，所以需要一个方案来解决这个问题；

2、目前的方案一是采用人工手动切换供电的方式，这种方式需要人工干预，不方便；二是采用自动切换供电方式，通过优化软件控制 来尽量减少切换带来的影响，但是这种方案无法彻底解决问题。

3、因此我们对此做出改进，提出一种避免太阳能电池供电和交流电供电频繁切换的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对目前存在的频繁切换供电方式，导致水泵无法正常运行，也会降低控制器使用寿命的问题。

2、为了实现上述发明目的，本发明提供了一个可以在不切换到太阳能电池板供电下也能够识别电池带负载能力的电路方案，以改善上述问题。

3、本申请具体是这样的：

4、一种避免太阳能电池供电和交流电供电频繁切换的方法，包括以下步骤：

5、s1、接入由二极管d3和功率电阻r13连接开关管v1构成的可开关的负载电路；

6、s2、mcu的控制信号io1经过电阻r21、晶体管tr2和电阻r17连接控制光耦驱动u1的输出，电阻r15是开关管v1的驱动电阻，可以调节开光管v1的开关速度，电阻r18避免无驱动输出的时候开关管v1处于关闭状态，不会出现误开现象；

7、s3、开关管v1导通后，p+通过二极管d3，电阻r13对地，r13是功率电阻，阻值和功率要根据太阳能电池板的特性而定，此电路相当于给太阳能电池板外加一个负载，当检测到阳光弱的时候，加上这个负载，p+电压会很快下降，且下降幅度较大，而如果断开这个负载，p+电压就是电池板的开路电压，电压值较大；

8、s4、检测太阳光强度，当太阳光好的时候，加上负载后电池板电压下降幅度小，如果阳光差，加上负载后电池板的电压下降幅度大，mcu检测p+电压下降幅度和速度，就可以判断出电池板的带载能力。

9、作为本申请优选的技术方案，所述检测太阳光强度包括以下步骤：

10、s1、在预定区域内部署智能光感传感器形成传感器网络；

11、s2、通过无线通信模块实时收集各传感器的太阳光强度数据；

12、s3、使用云计算平台对收集到的数据进行存储和分析。

13、作为本申请优选的技术方案，所述检测太阳光强度还包括以下步骤：

14、s4、应用机器学习算法对数据进行处理，生成太阳光强度的时空分布图；

15、s5、提供实时的太阳光强度信息和历史数据查询服务。

16、作为本申请优选的技术方案，所述智能光感传感器具备自动校准功能，以适应不同的环境条件。

17、作为本申请优选的技术方案，所述利用自适应滤波算法对采集到的太阳光强度数据进行预处理，以去除噪声和环境干扰。

18、作为本申请优选的技术方案，所述自适应滤波算法包括以下步骤：

19、s1、初始化滤波器：选择自适应滤波器，包括最小均方误差(lms)滤波器、递推最小二乘(rls)滤波器和卡尔曼滤波器，并初始化其参数；

20、s2、采集输入数据：使用光感传感器实时采集太阳光强度数据；

21、s3、计算误差：确定滤波器的当前输出与实际观测值之间的误差；

22、s4、参数更新：根据误差和滤波器的设计算法，更新滤波器的参数；

23、s5、滤波输出：利用更新后的滤波器参数，对新的输入数据进行滤波处理，得到去噪后的太阳光强度数据。

24、作为本申请优选的技术方案，所述自适应滤波算法还包括以下步骤：

25、s6、性能评估：评估滤波后的数据质量，包括信噪比、误差平方和等指标；

26、s7、迭代处理：对后续的数据继续进行滤波处理，由于滤波器参数的自适应调整，滤波性能会随着时间逐渐提高；

27、s8、环境适应性分析：根据环境变化，包括云层遮挡、大气折射，调整滤波器的学习率参数，以保持滤波效果；

28、s9、长期校准：使用历史数据对滤波器进行长期校准，以适应季节性变化和长期趋势；

29、s10、输出结果：将滤波后的太阳光强度数据用于进一步的分析和直接输出。

30、在本申请的方案中：

31、1.为了解决现有技术中频繁切换供电方式，导致水泵无法正常运行，也会降低控制器使用寿命的问题，本申请通过在控制器是交流电供电下，系统打开负载开关，同时检测电池电压，如果阳光好，电池板在带载下电压下降小，阳光差，电压下降幅度很大，据此可以在不切换供电方式下，自动检测电池板的带载能力，避免了水泵频繁切换导致工作异常，延长了水泵和控制器的使用寿命。

32、2.通过在预定区域内部署智能光感传感器形成传感器网络，可有效的对太阳光强度进行检测，提供实时的太阳光强度信息和历史数据查询服务，进而提供准确的太阳光强度数据，可以精确的判断电池板的带载能力。

技术特征：

1.一种避免太阳能电池供电和交流电供电频繁切换的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种避免太阳能电池供电和交流电供电频繁切换的方法，其特征在于，所述检测太阳光强度包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种避免太阳能电池供电和交流电供电频繁切换的方法，其特征在于，所述检测太阳光强度还包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的一种避免太阳能电池供电和交流电供电频繁切换的方法，其特征在于，所述智能光感传感器具备自动校准功能，以适应不同的环境条件。

5.根据权利要求4所述的一种避免太阳能电池供电和交流电供电频繁切换的方法，其特征在于，所述利用自适应滤波算法对采集到的太阳光强度数据进行预处理，以去除噪声和环境干扰。

6.根据权利要求5所述的一种避免太阳能电池供电和交流电供电频繁切换的方法，其特征在于，所述自适应滤波算法包括以下步骤：

7.根据权利要求6所述的一种避免太阳能电池供电和交流电供电频繁切换的方法，其特征在于，所述自适应滤波算法还包括以下步骤：

技术总结本申请涉及太阳能电池供电领域，尤其是一种避免太阳能电池供电和交流电供电频繁切换的方法，包括以下步骤：S1、接入由二极管D3和功率电阻R13连接开关管V1构成的可开关的负载电路；S2、MCU的控制信号IO1经过电阻R21、晶体管TR2和电阻R17连接控制光耦驱动U1的输出，电阻R15是开关管V1的驱动电阻，可以调节开光管V1的开关速度。本申请通过在控制器是交流电供电下，系统打开负载开关，同时检测电池电压，如果阳光好，电池板在带载下电压下降小，阳光差，电压下降幅度很大，据此可以在不切换供电方式下，自动检测电池板的带载能力，避免了水泵频繁切换导致工作异常，延长了水泵和控制器的使用寿命。技术研发人员：王仁兴,谌光武受保护的技术使用者：成都芯鸥科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/29