一種新型獨立太陽能發(fā)電系統(tǒng)充放電電路拓撲
所以,測得icn′后即可得到icn,得到Ic。這樣,控制器實時采集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。然后按照各個蓄電池荷電多少對其余電池進行排列,將荷電量不滿且缺量最多的蓄電池Bmax作為第一個充電的電池,然后依次確定充電次序。充電器先從第一個開始充電,即先將第一個充電器與DC/DC變換器一起進行協(xié)調(diào)控制。當(dāng)?shù)谝粋€充電器的充電電流達到其蓄電池的最佳充電電流時,轉(zhuǎn)入保護充電模式,對其開始進行恒流充電。在蓄電池端電壓達到水解電壓(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,轉(zhuǎn)為恒壓保護充電,并對過充電壓值進行溫度補償,溫度補償系數(shù)?。?mV/℃,直至充滿。然后按照上述所說方法開啟第二個充電器,將其添加到被控制隊列中,依次類推??刂破鲄f(xié)調(diào)各個充電器,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。放電時與充電相似,實時計算po與pL之差,并以此計算出需放電的蓄電池數(shù)nf,計算時以單個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,以防荷電量小的個體電池完全放電后得不到及時再充。當(dāng)po與pL之差減小時,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簡單。
圖6 充放電系統(tǒng)運行流程圖
4 實驗結(jié)果
為了驗證方案的有效性,進行了相關(guān)實驗。出于冗余考慮,實驗用了額定功率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1000W的負載、一臺500W的負載,每3個蓄電池串聯(lián)為一個單元。其中1000W的負載一直運行,而500W的負載在13時加入,并在15時退出。實驗數(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載變化沒有充滿。系統(tǒng)既實現(xiàn)了光伏發(fā)電最大功率跟蹤,又對蓄電池實現(xiàn)了最佳充放電。實驗結(jié)果與理論分析一致,證明該充放電電路拓撲及其控制方法是可行的。
表1 實 驗 數(shù) 據(jù)
時間 | 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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