一種新型獨(dú)立太陽能發(fā)電系統(tǒng)充放電電路拓?fù)?/h1>
本文引用地址：http://2s4d.com/article/179395.htm 所以，測得icn′后即可得到icn，得到Ic。這樣，控制器實(shí)時(shí)采集io，uo，iL，icn′，各蓄電池端電壓uBn等各數(shù)據(jù)，得出控制命令和保護(hù)措施。
系統(tǒng)充放電流程圖如圖6所示。充放電之前，控制器將滿荷電和已被開啟充放電的蓄電池從荷電量序列中去掉。然后按照各個(gè)蓄電池荷電多少對(duì)其余電池進(jìn)行排列，將荷電量不滿且缺量最多的蓄電池Bmax作為第一個(gè)充電的電池，然后依次確定充電次序。充電器先從第一個(gè)開始充電，即先將第一個(gè)充電器與DC/DC變換器一起進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)充電器的充電電流達(dá)到其蓄電池的最佳充電電流時(shí)，轉(zhuǎn)入保護(hù)充電模式，對(duì)其開始進(jìn)行恒流充電。在蓄電池端電壓達(dá)到水解電壓（一般為2.3V/單體，高于此值便開始出現(xiàn)電池酸液水解現(xiàn)象）時(shí)，轉(zhuǎn)為恒壓保護(hù)充電，并對(duì)過充電壓值進(jìn)行溫度補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償系數(shù)?。?mV/℃，直至充滿。然后按照上述所說方法開啟第二個(gè)充電器，將其添加到被控制隊(duì)列中，依次類推。控制器協(xié)調(diào)各個(gè)充電器，使其都盡可能處于最佳充電模式下，并盡可能將先充電的蓄電池充滿。放電時(shí)與充電相似，實(shí)時(shí)計(jì)算po與pL之差，并以此計(jì)算出需放電的蓄電池?cái)?shù)nf，計(jì)算時(shí)以單個(gè)蓄電池的最佳放電電流ifb為條件，即icn′=－ifb，nf=Ic/|icn|。放電順序與充電相同，先從荷電量最大的蓄電池開始放電，以防荷電量小的個(gè)體電池完全放電后得不到及時(shí)再充。當(dāng)po與pL之差減小時(shí)，以相反的順序斷開充放電單元。當(dāng)所有蓄電池端電壓到達(dá)設(shè)置的放電終止電壓后，立刻停止放電，避免發(fā)生過放電?？梢钥闯?，放電控制比充電控制相對(duì)簡單。
圖6 充放電系統(tǒng)運(yùn)行流程圖
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
為了驗(yàn)證方案的有效性，進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。出于冗余考慮，實(shí)驗(yàn)用了額定功率3800W的38D1010X400型光伏電池方陣，15只100A·h（20h率），放電深度為60％的蓄電池和一臺(tái)1000W的負(fù)載、一臺(tái)500W的負(fù)載，每3個(gè)蓄電池串聯(lián)為一個(gè)單元。其中1000W的負(fù)載一直運(yùn)行，而500W的負(fù)載在13時(shí)加入，并在15時(shí)退出。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1，結(jié)果表明，在各充放電電流為最佳的情況下，總充放電電流仍能夠跟蹤光伏電池輸出功率的變化。最大功率跟蹤和蓄電池充放電情況良好，只有一組蓄電池由于負(fù)載變化沒有充滿。系統(tǒng)既實(shí)現(xiàn)了光伏發(fā)電最大功率跟蹤，又對(duì)蓄電池實(shí)現(xiàn)了最佳充放電。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析一致，證明該充放電電路表1 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)
時(shí)間 光伏電池輸出功率/kW 充電電流ic/A 5:00 0 －10 10:00 1.75 7.49 13:00 2.40 13.98 14:00 2.25 7.46 15:00 1.82 8.19 18:00 0.38 －6.19
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所以，測得icn′后即可得到icn，得到Ic。這樣，控制器實(shí)時(shí)采集io，uo，iL，icn′，各蓄電池端電壓uBn等各數(shù)據(jù)，得出控制命令和保護(hù)措施。
系統(tǒng)充放電流程圖如圖6所示。充放電之前，控制器將滿荷電和已被開啟充放電的蓄電池從荷電量序列中去掉。然后按照各個(gè)蓄電池荷電多少對(duì)其余電池進(jìn)行排列，將荷電量不滿且缺量最多的蓄電池Bmax作為第一個(gè)充電的電池，然后依次確定充電次序。充電器先從第一個(gè)開始充電，即先將第一個(gè)充電器與DC/DC變換器一起進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)充電器的充電電流達(dá)到其蓄電池的最佳充電電流時(shí)，轉(zhuǎn)入保護(hù)充電模式，對(duì)其開始進(jìn)行恒流充電。在蓄電池端電壓達(dá)到水解電壓（一般為2.3V/單體，高于此值便開始出現(xiàn)電池酸液水解現(xiàn)象）時(shí)，轉(zhuǎn)為恒壓保護(hù)充電，并對(duì)過充電壓值進(jìn)行溫度補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償系數(shù)?。?mV/℃，直至充滿。然后按照上述所說方法開啟第二個(gè)充電器，將其添加到被控制隊(duì)列中，依次類推。控制器協(xié)調(diào)各個(gè)充電器，使其都盡可能處于最佳充電模式下，并盡可能將先充電的蓄電池充滿。放電時(shí)與充電相似，實(shí)時(shí)計(jì)算po與pL之差，并以此計(jì)算出需放電的蓄電池?cái)?shù)nf，計(jì)算時(shí)以單個(gè)蓄電池的最佳放電電流ifb為條件，即icn′=－ifb，nf=Ic/|icn|。放電順序與充電相同，先從荷電量最大的蓄電池開始放電，以防荷電量小的個(gè)體電池完全放電后得不到及時(shí)再充。當(dāng)po與pL之差減小時(shí)，以相反的順序斷開充放電單元。當(dāng)所有蓄電池端電壓到達(dá)設(shè)置的放電終止電壓后，立刻停止放電，避免發(fā)生過放電?？梢钥闯?，放電控制比充電控制相對(duì)簡單。
圖6 充放電系統(tǒng)運(yùn)行流程圖
4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
為了驗(yàn)證方案的有效性，進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗(yàn)。出于冗余考慮，實(shí)驗(yàn)用了額定功率3800W的38D1010X400型光伏電池方陣，15只100A·h（20h率），放電深度為60％的蓄電池和一臺(tái)1000W的負(fù)載、一臺(tái)500W的負(fù)載，每3個(gè)蓄電池串聯(lián)為一個(gè)單元。其中1000W的負(fù)載一直運(yùn)行，而500W的負(fù)載在13時(shí)加入，并在15時(shí)退出。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1，結(jié)果表明，在各充放電電流為最佳的情況下，總充放電電流仍能夠跟蹤光伏電池輸出功率的變化。最大功率跟蹤和蓄電池充放電情況良好，只有一組蓄電池由于負(fù)載變化沒有充滿。系統(tǒng)既實(shí)現(xiàn)了光伏發(fā)電最大功率跟蹤，又對(duì)蓄電池實(shí)現(xiàn)了最佳充放電。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論分析一致，證明該充放電電路表1 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù)
| 時(shí)間 | 光伏電池輸出功率/kW | 充電電流ic/A |
|---|---|---|
| 5:00 | 0 | －10 |
| 10:00 | 1.75 | 7.49 |
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| 15:00 | 1.82 | 8.19 |
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