[發(fā)明專利]低成本的風(fēng)光柴儲直流微網(wǎng)蓄電池充電控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710080760.1
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN106803670B
• 公開（公告）日: 2019-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉芙蓉;劉威;曾雨晨;朱彩玲;胡勝;陳偉
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: H02J1/00
• 分類號: H02J1/00;H02J7/14
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

本發(fā)明提供一種低成本的風(fēng)光柴儲直流微網(wǎng)蓄電池充電控制系統(tǒng)，蓄電池直接與直流母線連接；本系統(tǒng)包括用于將蓄電池的實時電壓和預(yù)設(shè)的蓄電池充電電壓相比較從而進行PI調(diào)節(jié)和限幅的外環(huán)調(diào)節(jié)器、用于將外環(huán)調(diào)節(jié)器輸出的信號與蓄電池的實時電流相比較從而進行PI調(diào)節(jié)和限幅的內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器、用于利用內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器的結(jié)果控制柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速控制器。本發(fā)明直接通過調(diào)節(jié)柴油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速來控制柴油發(fā)電機輸出的充電電壓，省去了充電控制變換器，節(jié)約了硬件資源，成本更低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于直流微網(wǎng)系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種低成本的風(fēng)光柴儲直流微網(wǎng)蓄電池充電控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著可再生能源技術(shù)的不斷發(fā)展，對于風(fēng)、光等自然能源的開發(fā)利用已日趨成熟。基于風(fēng)光柴儲的直流微網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越多。直流微網(wǎng)是采用直流配電方式、通過公共直流母線將分布式電源連接起來的可控系統(tǒng)。與交流微網(wǎng)相比，直流微網(wǎng)不需要對相位和頻率進行控制，減少了能量變換環(huán)節(jié)，控制簡單可靠。

對于傳統(tǒng)的風(fēng)光柴儲直流微網(wǎng)而言，蓄電池通常通過一個雙向變換器與母線并接，由此實現(xiàn)其充放電控制，系統(tǒng)運行過程中需要動態(tài)調(diào)整主電源來控制能量分配，比如當(dāng)可再生能源充足時，蓄電池將作為負荷，此時可再生能源作為主電源將工作在電壓源模式來維持母線電壓穩(wěn)定；當(dāng)可再生能源不足時，蓄電池將作為主電源維持母線電壓穩(wěn)定，此時可再生能源控制切換為最大功率輸出控制模式。當(dāng)蓄電池電量過低時，則啟動備用電源柴油發(fā)電機為蓄電池充電，同時維持本地負荷的正常運作。在蓄電池的充放電過程中，需要通過雙向變化器來實現(xiàn)能量的雙向流動，這無疑增加了系統(tǒng)的硬件成本以及運行可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種低成本的風(fēng)光柴儲直流微網(wǎng)蓄電池充電控制系統(tǒng)及方法，

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為：一種低成本的風(fēng)光柴儲直流微網(wǎng)蓄電池充電控制系統(tǒng)，其特征在于：蓄電池直接與直流母線連接；本系統(tǒng)包括用于將蓄電池的實時電壓和預(yù)設(shè)的蓄電池充電電壓相比較從而進行PI調(diào)節(jié)和限幅的外環(huán)調(diào)節(jié)器、用于將外環(huán)調(diào)節(jié)器輸出的信號與蓄電池的實時電流相比較從而進行PI調(diào)節(jié)和限幅的內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器、用于利用內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)器的結(jié)果控制柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)速控制器。

一種風(fēng)光柴儲直流微網(wǎng)系統(tǒng)，其特征在于：它包括分布式電源、蓄電池、柴油發(fā)電機、直流母線、直流負荷、中央控制器和所述的低成本的風(fēng)光柴儲直流微網(wǎng)蓄電池充電控制系統(tǒng)；其中，分布式電源和柴油發(fā)電機分別通過電壓調(diào)理電路連接至直流母線；中央控制器用于協(xié)調(diào)分布式電源、蓄電池和柴油發(fā)電機的運轉(zhuǎn)，保持直流母線電壓在一定范圍內(nèi)。

按上述風(fēng)光柴儲直流微網(wǎng)系統(tǒng)，本直流微網(wǎng)系統(tǒng)還包括卸載負荷模塊和由中央控制器控制的卸荷控制器。

所述的風(fēng)光柴儲直流微網(wǎng)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：當(dāng)蓄電池的電壓小于最小電壓時，啟動柴油發(fā)電機，利用低成本的風(fēng)光柴儲直流微網(wǎng)蓄電池充電控制系統(tǒng)控制柴油發(fā)電機的轉(zhuǎn)速，直到蓄電池的電壓大于或等于柴油機停機電壓閾值U_th，停止柴油發(fā)電機；

當(dāng)蓄電池的電壓大于最大電壓，啟動卸載負荷模塊，直到蓄電池的電壓大于或等于柴油機停機電壓閾值，關(guān)閉卸載負荷模塊；

其中柴油機停機電壓閾值小于最大電壓。

本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明直接通過調(diào)節(jié)柴油發(fā)動機的轉(zhuǎn)速來控制柴油發(fā)電機輸出的充電電壓，省去了充電控制變換器，節(jié)約了硬件資源，成本更低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例的風(fēng)光柴儲直流微網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明一實施例的蓄電池充電控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明一實施例的系統(tǒng)工作流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實例和附圖對本發(fā)明做進一步說明。