[發明專利]一種風光互補發電系統蓄電池的充放電管理控制方法

無效

• 申請號: 201210032006.8
• 申請日: 2012-02-14
• 公開（公告）號: CN102570557A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 周天沛;代洪
• 申請（專利權）人: 徐州工業職業技術學院
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02H7/18
• 代理公司: 徐州市三聯專利事務所 32220
• 代理人: 周愛芳

技術領域

本發明涉及蓄電池充放電技術領域，具體是一種風光互補發電系統蓄電池的

充放電管理控制方法。

背景技術

風光互補發電系統中，為了保證供電的連續性和穩定性，大多使用鉛酸蓄電池作為儲能裝置。由于目前使用的鉛蓄電池均不是為新能源發電系統專門設計，鉛酸蓄電池自身的耐過充和耐過放能力差，而且風力發電和光伏發電每天的發電量受天氣的影響很大，隨機性強，穩定性差。蓄電池的主要缺點在風光互補發電系統運行過程中表現得尤為突出。與其它應用領域的蓄電池相比，風光互補發電系統中蓄電池的充放電電流隨風速、日照及負載的變化在不斷變化，很難保證對蓄電池有規律地充放電，很容易導致風光互補發電系統的蓄電池組長期處于虧電狀態，使得蓄電池的實際使用壽命比常規條件下蓄電池使用壽命短得多。風光互補系統中風力發電機和太陽能電池板的使用年限為15-20年左右，而蓄電池一般只使用2-5年的時間，而且由于許多蓄電池達不到其使用壽命，而提前失效，不得不更換。

鉛酸蓄電池的充電方法主要有恒流充電、恒壓充電、快速充電等，不同的充電方法對蓄電池的充電量、充電速度和使用壽命的影響都有一定的差異。恒流充電、恒壓充電屬于傳統充電方法，其中恒電流充電的起始充電電流低于蓄電池接受能力，造成充電效率低、充電時間長，在充電后期，充電電流又高于蓄電池的接受能力；恒電壓充電容易造成其起始充電電流高于蓄電池的接受能力。傳統的充電方式不論從效率角度還是安全角度都不是一種較好的充電技術。

在風光互補發電系統的能量管理控制系統中，蓄電池是維持系統能量平衡的樞紐，也是系統正常運行的保障，所有的集成控制方法都是圍繞蓄電池狀態所制定的。為了延長蓄電池使用壽命，需要對蓄電池充放電進行合理地管理。目前風光互補發電系統中蓄電池損壞的原因主要是過充電和過放電。在大風天氣時充電電流超過蓄電池接受能力，導致過充電發生。鉛酸蓄電池在放電后如果不馬上恢復到滿充狀態，時間長后會發生硫化現象，從而影響蓄電池壽命。風光互補發電系統在風力較小或陰雨天氣時，發電機不能為蓄電池提供足夠的能量來及時補足放掉的能量，因此容易導致蓄電池過放電發生。

為了能夠最大限度加快蓄電池內的化學反應速度和盡快恢復蓄電池容量，同時盡量減少極化現象，近年來快速充電技術得到了迅速發展。目前快速充電方法主要有脈沖充電法和間歇充電法，但由于在充電過程中存在停歇時間，而風光互補發電系統的能量寶貴，不能夠將充入蓄電池的能量白白放掉，因此脈沖充電法和間歇充電在風光互補發電系統中不可行。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明提供一種風光互補發電系統蓄電池

的充放電管理控制方法，提高蓄電池的使用效率和延長蓄電池的壽命。

本發明是以如下技術方案實現的：一種風光互補發電系統蓄電池的充放電管理控制方法，風光互補發電系統中在滿足負載功率需求的條件下，用剩余能量對蓄電池充電；當風光互補發電系統提供的能量小于蓄電池可接受能量時，風光互補發電系統將進行最大功率跟蹤控制；當系統輸出功率多于負載及蓄電池需求能量時，系統進行負載跟蹤控制，以調整功率平衡；在檢測到發生放電時，最大充電電流設定值重新恢復到初始值；具體方法如下：

1）在開始充電階段，蓄電池的開始荷電狀態為50%，處于深放電狀態，風力機和太陽能電池板捕獲的能量小于蓄電池可以接受的最大能量，此時風光互補發電系統將進行最大功率跟蹤控制，系統采用蓄電池可以接受的最大電流對其加速充電，盡量減少蓄電池的欠充時間；

2）隨著充電過程的進行，蓄電池端電壓在不斷升高，當端電壓達到其設定值時，表明充電電流過大，蓄電池內部將發生過充電反應，此時降低充電電流，消除過充電反應，同時相應減小蓄電池的最大充電電流設定值，在整個充電過程中，充電電流不超過最大充電電流設定值，這一過程重復進行；

3）當充電電流減小到C/100時，表明蓄電池的荷電狀態已經恢復到100%，然后進行涓流充電，以補充蓄電池的自放電損失；

4）在檢測到發生放電時，采用回差電壓法進行放電控制，當蓄電池端電壓降低到放電終止電壓時，控制器切斷負載供電回路，防止蓄電池過放電的發生，隨后系統應對蓄電池進行充電，只有當其端電壓再次上升到啟動電壓時才允許重新放電。

?本發明的有益效果是：防止蓄電池過充電和過放電，對蓄電池進行科學、有效地管理，提高蓄電池的使用效率和延長蓄電池的壽命。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

圖1是本發明流程圖。

具體實施方式