CN102420455A - 一种电池管理***在光伏产业的应用及控制方法 - Google Patents

一种电池管理***在光伏产业的应用及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102420455A
CN102420455A CN2011104096989A CN201110409698A CN102420455A CN 102420455 A CN102420455 A CN 102420455A CN 2011104096989 A CN2011104096989 A CN 2011104096989A CN 201110409698 A CN201110409698 A CN 201110409698A CN 102420455 A CN102420455 A CN 102420455A
Authority
CN
China
Prior art keywords
storage battery
management system
converter
direct current
way
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011104096989A
Other languages
English (en)
Inventor
严红日
杨孙龙
冯士芬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HEFEI JUNENG NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Original Assignee
HEFEI JUNENG NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HEFEI JUNENG NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd filed Critical HEFEI JUNENG NEW ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority to CN2011104096989A priority Critical patent/CN102420455A/zh
Publication of CN102420455A publication Critical patent/CN102420455A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/20—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications using renewable energy

Landscapes

  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明公开了一种应用于光伏产业的电池管理***，包括光伏供电组件、直流控制器、逆变器，直流控制器与光伏供电组件、逆变器电连接，直流控制器的正、负输出端分别与直流母线连接，直流母线上并联若干个充放电单元，充放电单元包括双向DC/DC变换器、蓄电池，双向DC/DC变换器与蓄电池电连接，主控计算机通过485通讯线分别与直流控制器、逆变器、双向DC/DC变换器连接。本发明运行灵活，高效可靠，整体寿命得到提高；容易进行规模扩充，易实现模块化***集成。

Description

一种电池管理***在光伏产业的应用及控制方法
技术领域：
本发明主要涉及太阳能光伏发电领域，尤其涉及一种一种应用于光伏产业的电池管理***。
背景技术：
在独立太阳能发电***中，为了降低成本、提高效率和可靠性，既要使光伏电池输出最大功率，又要使蓄电池正确充放电，同时还要最大限度地利用所发电能。在目前的光伏***中，这三者的实现存在矛盾，通常只顾及到一个方面，如只追踪光伏电池最大功率点而放弃蓄电池的最佳充放电，从而限制了***的效率和寿命。
目前，免维护铅酸蓄电池作为储能设备，由于维护量小，使用方便等优点，在光伏***中得到大量应用。在独立太阳能发电***中，其充放电方式与传统充放电方式不同，既要因夜间带负荷而需要循环充放电，又要在蓄电池快充满时进行浮充。而铅酸蓄电池有其充放电特性，如不按照其充放电特性进行充放电就会造成损坏且效率较低，日常的合理维护措施是必不可少的。目前，在光伏***中蓄电池是一个薄弱环节，铅酸蓄电池用于光伏***后寿命缩短，限制了光伏***的使用寿命，增加了***的成本和维护费用。研究发现，问题在于蓄电池用于光伏时，充电电流较小和充电时间受限。涓流充电和部分放电容易造成电极上树枝状晶体的生长，导致所谓的记忆效应，蓄电池的充电容量将会降低；强行过充电会使电解液分解，产生气体，造成电解液的丢失。也有人指出，在光伏***中限制蓄电池寿命的主要因素是蓄电池中的酸分层。在光伏***中,由于蓄电池一般都处于欠充状态，进一步扩大了蓄电池底部和顶部的硫酸浓度之差，加剧了硫酸盐化和容量损失。同时小电流放电下所形成的PbSO4结晶颗粒粗大，这种结晶溶解困难，最终影响了蓄电池的寿命。在光伏***中，蓄电池的放电率要比蓄电池应用在其他场合低。
光伏电池板比较昂贵，在目前的光伏发电效率下，最大限度地节约所发出的电能是降低成本的一个有效途径。因此，要尽可能地存储和利用所发出的电能，减少光伏电池的空运行。而光伏***的特点决定了铅酸蓄电池欠充的可能性比较大。目前，在设计光伏***时，将光伏电池和负载及蓄电池进行固定匹配，同时，存在上面空运行和欠充两个问题，其基本电路结构如图1所示。直流控制器的输出端直接与蓄电池和逆变器相连，这样做可以避免过充，但却无法解决可能出现的欠充，蓄电池缺乏有效保护，得不到最佳充电，长此下去将导致蓄电池寿命降低，增加了***维护费用。另外，当光伏电池输出功率较大时，由于逆变器负载一般不随意变化，在一定时间段内就可能出现充电功率过大现象，需要启动保护电路限制充电强度，这样势必会造成能源浪费，间接地增加了***发电成本。同样，由于负载的不确定性，在蓄电池单独供电时就会出现所有电池单元部分放电现象，即蓄电池不能完全放电，这样对蓄电池也是有害的。
发明内容：
本发明所要解决的技术问题是提供一种应用于光伏产业的电池管理***。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
应用于光伏产业的电池管理***，包括光伏供电组件、直流控制器、逆变器，所述直流控制器与光伏供电组件、逆变器电连接，其特征在于：所述直流控制器的正、负输出端分别与直流母线连接，所述直流母线上并联若干个充放电单元，所述充放电单元包括双向DC/DC变换器、蓄电池，所述双向DC/DC变换器与蓄电池电连接，主控计算机通过485通讯线分别与直流控制器、逆变器、双向DC/DC变换器连接。
所述直流控制器是含MPPT算法的DC/DC变换器。
所述双向DC/DC变换器是能够双向控制电流流通的直流变换器。
根据实时功率差，动态地匹配充放电的蓄电池容量(蓄电池个数)，也就是动态地变换***结构，从而实现最佳充放电。双向DC/DC变换电路如图4所示，蓄电池侧为低压侧，能够实现升压和降压，能实现高低压侧的有效电气隔离，效率高，控制灵活。由于蓄电池组容量是可以灵活变化的，所以，需要扩充规模时，只需增加光伏电池板、增加并联的DC/DC变换器数目、增加蓄电池充电单元、更改控制软件程序即可。
本发明的优点是：本***运行灵活，高效可靠，整体寿命得到提高；容易进行规模扩充，易实现模块化***集成。
附图说明
图1为传统***电路图。
图2为充放电***运行流程图。
图3为本发明的***电路图。
图4为双向DC/DC变换器的电路图。
具体实施方式
应用于光伏产业的电池管理***，包括光伏供电组件1、直流控制器2、逆变器3，所述直流控制器2与光伏供电组件1、逆变器3电连接，所述直流控制器2的正、负输出端分别与直流母线8连接，所述直流母线8上并联若干个充放电单元，所述充放电单元包括双向DC/DC变换器6、蓄电池7，所述双向DC/DC变换器6与蓄电池7电连接，主控计算机4通过485通讯线5分别与直流控制器2、逆变器3、双向DC/DC变换器6连接。
所述直流控制器2是含MPPT算法的DC/DC变换器。
所述双向DC/DC变换器6是能够双向控制电流流通的直流变换器，实现蓄电池7充放电动作。
***中各部件的主要作用：
通过光伏供电组件1将太阳能转化为直流电；
通过直流控制器2将光伏供电组件1转化的直流电进行MPPT算法后的直流电流入直流母线8；
通过逆变器组件3将直流母线8内的直流电转化为交流电；
通过主控计算机4监测光伏供电组件1的输出功率和各组蓄电池7容量状况，通过控制MPPT算法实现蓄电池7的充电或放电状态；
通过双向DC/DC变换器6实现蓄电池7充放电动作。
在光伏电池运行于最大功率点的前提下，本***所要达到的技术效果是：
1）规定负载的最高限值，保证蓄电池7能完成晚间或阴天的单独供电。
2）充电时，同时调节光伏工作点跟踪直流控制器组件2和双向DC/DC变换器6，由其动态地确定需充电蓄电池7的个数；
3）放电时，同样要判断光伏输出功率和负载功率的最大差，以此来确定参加放电的蓄电池7的个数；
4）充放电都要维持蓄电池7的最佳充放电模式。
***充放电流程图如图2所示。充放电之前，主控计算机4将满荷电和已被开启充放电的蓄电池7从荷电量序列中去掉；然后按照各个蓄电池荷电量多少对其余电池进行排列，将荷电量不满且缺量最多的蓄电池7作为第一个充电的电池，然后依次确定充电次序。
主控计算机4先从第一个荷电量不满且缺量最多的蓄电池7开始充电，即先将第一个蓄电池7与双向DC/DC变换器6一起进行协调控制。当第一个双向DC/DC变换器6的充电电流达到其蓄电池7的最佳充电电流时，转入保护充电模式，对其开始进行恒流充电。在蓄电池7端电压达到浮充模式时，转为恒压保护充电，并对过充电压值进行温度补偿，直至充满。然后按照上述所说方法开启第二个双向DC/DC变换器6，将其添加到被控制队列中，依次类推。主控计算机组件4协调各个双向DC/DC变换器6，使其都尽可能处于最佳充电模式下，并尽可能将先充电的蓄电池7充满。放电时与充电相似，实时计算输入输出功率之差，并以此计算出需放电的蓄电池7的个数，计算时以单个蓄电池7的最佳放电电流为条件。
放电顺序与充电相同，先从荷电量最大的蓄电池7开始放电，以防荷电量小的个体电池完全放电后得不到及时再充。当输入输出功率之差减小时，以相反的顺序断开充放电单元。当所有蓄电池7端电压到达设置的放电终止电压后，立刻停止放电，避免发生过放电。

Claims (3)

1.一种应用于光伏产业的电池管理***，包括光伏供电组件、直流控制器、逆变器，所述直流控制器与光伏供电组件、逆变器电连接，其特征在于：所述直流控制器的正、负输出端分别与直流母线连接，所述直流母线上并联若干个充放电单元，所述充放电单元包括双向DC/DC变换器、蓄电池，所述双向DC/DC变换器与蓄电池电连接，主控计算机通过485通讯线分别与直流控制器、逆变器、双向DC/DC变换器通讯连接。
2.根据权利要求1所述的一种应用于光伏产业的电池管理***，其特征在于：所述直流控制器是含MPPT算法的DC/DC变换器。
3.根据权利要求1所述的一种应用于光伏产业的电池管理***，其特征在于：所述双向DC/DC变换器是能够双向控制电流流通的直流变换器。
CN2011104096989A 2011-12-12 2011-12-12 一种电池管理***在光伏产业的应用及控制方法 Pending CN102420455A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011104096989A CN102420455A (zh) 2011-12-12 2011-12-12 一种电池管理***在光伏产业的应用及控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011104096989A CN102420455A (zh) 2011-12-12 2011-12-12 一种电池管理***在光伏产业的应用及控制方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102420455A true CN102420455A (zh) 2012-04-18

Family

ID=45944736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011104096989A Pending CN102420455A (zh) 2011-12-12 2011-12-12 一种电池管理***在光伏产业的应用及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102420455A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102709971A (zh) * 2012-05-28 2012-10-03 河南速达电动汽车科技有限公司 一种电动汽车纳米太阳能充电电池管理***
CN102751739A (zh) * 2012-07-02 2012-10-24 上海电力学院 一种防灾型光伏发电***
CN105515208A (zh) * 2015-12-28 2016-04-20 新疆希望电子有限公司 一种光伏—储能***以及其内部数据交换的通信方法
CN106302549A (zh) * 2016-10-20 2017-01-04 黄鑫 一种基于软件定义物联网的光伏***
CN108988425A (zh) * 2018-07-25 2018-12-11 河南森源电气股份有限公司 一种储能动力电池包的再利用方法
CN109245264A (zh) * 2018-10-19 2019-01-18 北京汉能光伏投资有限公司 蓄电管理方法、蓄电***、计算机设备及可读存储介质
CN109586329A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 大连融科储能技术发展有限公司 离网太阳能发电***的混合储能***、配置方法及运行方法
CN118100379A (zh) * 2024-04-28 2024-05-28 永联科技(常熟)有限公司 一种电池充放电控制方法及相关设备

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6046400A (en) * 1999-01-28 2000-04-04 Drummer; Lennier Solar power supply system
CN102025155A (zh) * 2010-12-30 2011-04-20 梁一桥 基于直流配电的微网***

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6046400A (en) * 1999-01-28 2000-04-04 Drummer; Lennier Solar power supply system
CN102025155A (zh) * 2010-12-30 2011-04-20 梁一桥 基于直流配电的微网***

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102709971A (zh) * 2012-05-28 2012-10-03 河南速达电动汽车科技有限公司 一种电动汽车纳米太阳能充电电池管理***
CN102751739A (zh) * 2012-07-02 2012-10-24 上海电力学院 一种防灾型光伏发电***
CN105515208A (zh) * 2015-12-28 2016-04-20 新疆希望电子有限公司 一种光伏—储能***以及其内部数据交换的通信方法
CN106302549A (zh) * 2016-10-20 2017-01-04 黄鑫 一种基于软件定义物联网的光伏***
CN109586329A (zh) * 2017-09-28 2019-04-05 大连融科储能技术发展有限公司 离网太阳能发电***的混合储能***、配置方法及运行方法
CN108988425A (zh) * 2018-07-25 2018-12-11 河南森源电气股份有限公司 一种储能动力电池包的再利用方法
CN109245264A (zh) * 2018-10-19 2019-01-18 北京汉能光伏投资有限公司 蓄电管理方法、蓄电***、计算机设备及可读存储介质
CN118100379A (zh) * 2024-04-28 2024-05-28 永联科技(常熟)有限公司 一种电池充放电控制方法及相关设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11855250B2 (en) Systems and methods for series battery charging
CN102420455A (zh) 一种电池管理***在光伏产业的应用及控制方法
CN102104257B (zh) 公寓楼的储能***、集成电力管理***及***控制方法
CN103427430B (zh) 一种混合储能***在微网中的能量管理方法
CN102856946B (zh) 蓄电装置和蓄电***
CN202586367U (zh) 光伏发电储能***
CN101599721B (zh) 太阳能发电***及其控制方法
CN212114874U (zh) 模块化能量存储***
CN203368044U (zh) 双向交直流多电源多负载安全隔离微电网***
CN204681125U (zh) 一种基于太阳能的电动汽车充电***
CN103236747A (zh) 一种光伏电源混合储能***
CN108233713B (zh) 一种非隔离三端口直流开关变换器及其控制方法
CN104795881A (zh) 风光互补供电控制器及微电网***及微电网***供电方法
AU2013206702A1 (en) Energy storage device for a photovoltaic system and method for operating an energy storage device in a photovoltaic system
CN104953927A (zh) 一种新型太阳能柴油机混合发电***
CN103337868A (zh) 一种抑制光伏发电输出功率波动的方法及装置
CN111162550B (zh) 一种通过蓄电池过渡的微电网互补供电方法
Huu An adaptive control of hybrid battery-supercapacitor storage for integration of wind and solar
CN204118818U (zh) 一种独立光伏***的蓄电池充放电管理***
CN204559220U (zh) 风光互补供电控制器及微电网***
CN207753461U (zh) 储能式站用电源***和变电站
CN202651815U (zh) 多重备援太阳能供电***
CN112311083A (zh) 多冗余分布式移动化电源供电***
CN204334004U (zh) 一种光伏发电***充放电电路
CN203883541U (zh) 一种集成型直流微电网控制接口装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20120418