[實用新型]一種應用于光伏領域的智能化蓄能管理系統

有效

• 申請號: 201520241888.8
• 申請日: 2015-04-16
• 公開（公告）號: CN204516867U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 劉娜;孫毅彪;吳成東
• 申請（專利權）人: 劉娜
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H02S10/20;H02J7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本專利涉及新能源技術領域，特別是涉及光伏發電領域中儲能蓄電池的蓄能控制管理技術。

背景技術

儲能蓄電池在各種交直流電源系統中應用非常廣泛，尤其在光伏發電系統中，儲能電池不僅可以存儲多余能量用來提供短時備用供電，還可以平抑功率波動和改善電能質量，但是在光伏發電系統中儲能電池充放電次數頻繁，且能量來源端具有很大的波動性、隨機性以及有限性，難以持續滿足儲能電池標準的充電規律要求，光照的季節性變化和連續陰雨天易造成儲能電池的深度放電，且放過電后也難以在短期內再次充滿，從而使電池長期處于低荷電狀態。可見，光伏發電系統很少能高效快速地為儲能電池充滿電，電池往往會長期處于饋電狀態，因此，儲能電池的不恰當管理會大大縮短電池的使用壽命，而致使儲能電池成為光伏發電系統中最易損壞的部件。

目前有研究者提出了一種蓄電池串并聯的充電控制方法，通過檢測太陽能電池板輸出電壓值，調整蓄電池串聯的數量以匹配充電電壓值，這種方法在理論上和實際應用中存在很大的技術缺陷和隱患，原因分析如下：蓄電池的三個主要參數端電壓U₀、電池自身電動勢E和其內阻r存在互相影響和制約的關系，不同端電壓的蓄電池內阻不同，充放電時電動勢的變化也不同，在上述充電方法中，當蓄電池組串聯充電時隨機加入或減少電池，勢必無法保證新加入的電池和原有電池組的電池端電壓是相同的，而此時單體電池的內阻值是不相同的，充電瞬間電動勢也會明顯不一致，根本無法保證電池組充電的均衡性，且長此輪循下去，反而加速了電池內阻值的差異化程度，結果會導致系統內所有的電池單體間參數差異變大，相當于將新舊電池混合使用，更加惡化了電池的使用性能和嚴重縮短電池的使用壽命。

發明內容

為了解決蓄電池合理充電管理，高效蓄能的技術問題，本實用新型提出了一種應用于光伏領域的智能化蓄能管理系統，不僅能夠在能量波動性較大的能源系統中，最大化的利用能源保證蓄電池的有效充電，而且保證蓄電池充電的均衡性，更好的維護蓄電池內阻等參數的匹配和一致性，提高蓄電池的使用性能，延長蓄電池的使用壽命。

本專利所述的一種應用于光伏領域的智能化蓄能管理系統，其基本組成結構是：由直流匯流母線M、n組標稱電壓值完全相同的串聯電池組(E1-En)、智能控制器C、檢測裝置V0-Vn、調壓裝置、轉換開關K₀及智能充電開關K1-Kn構成，其智能充電開關由防反二極管D和智能開關S組成，調壓裝置通過轉換開關K₀并聯接在匯流母線M正極的輸入側，M通過智能充電開關K1-Kn與串聯蓄電池組連接，各蓄電池組是否投入在線充電由直流匯流母線的能量信息決定，通過C對K1-Kn的控制來實現。

實施本專利有益的效果是，能夠科學化、智能化管理儲能電池的充電蓄能，保證每個充電支路均衡充電，并可以最大化的利用能量，提高充電效率，有效維護了儲能電池的使用性能，提高電池的使用壽命。

附圖說明

圖1本專利一種應用于光伏領域的智能化蓄能管理系統實施例結構圖。

具體實施方式

如圖1所示，儲能電池組E1-En是n組標稱電壓值完全相同的串聯電池組，其正極分別連接智能充電開關K1-Kn的正極出端，負極接K1-Kn的負極出端，直流匯流母線M正極連接智能充電開關K1-Kn的正極入端，負極連接智能充電開關K1-Kn的負極入端，智能充電開關由由防反二極管D和智能開關S組成，直流母線輸入側正極串聯接入轉換開關K₀，K₀的觸點2端連接調壓裝置輸入端，調壓裝置輸出端與觸點1共點，并入直流母線的正極，智能控制器C信號線接檢測儀表V0、V1、V2......Vn，其控制線接智能充電開關K1、K2...Kn和轉換開關K₀。

直流母線能量來源于太陽能系統，智能控制器C實時監測直流母線M能量信息，根據能量信息的變化調控在線充電的電池組支路數，能量充足時，增加在線充電的支路數量，最大化吸收和利用能量，而能量減弱時，減少在線充電的支路數量，避免因能量不足而導致無效充電，通過控制智能充電開關K1-Kn來完成在線充電支路的投入和退出。當能量嚴重不足甚至連最少支路的充電能量都無法滿足時，將轉換開關撥至觸點2，啟動調壓裝置，將無效能量轉換成合格有效的能量進行充電，提高了能量利用率。