一種新型獨立太陽(yáng)能發(fā)電系統充放電電路拓撲

所以，測得i_cn′后即可得到i_cn，得到I_c。這樣，控制器實(shí)時(shí)采集i_o，u_o，i_L，i_cn′，各蓄電池端電壓u_Bn等各數據，得出控制命令和保護措施。

系統充放電流程圖如圖6所示。充放電之前，控制器將滿(mǎn)荷電和已被開(kāi)啟充放電的蓄電池從荷電量序列中去掉。然后按照各個(gè)蓄電池荷電多少對其余電池進(jìn)行排列，將荷電量不滿(mǎn)且缺量最多的蓄電池B_max作為第一個(gè)充電的電池，然后依次確定充電次序。充電器先從第一個(gè)開(kāi)始充電，即先將第一個(gè)充電器與DC/DC變換器一起進(jìn)行協(xié)調控制。當第一個(gè)充電器的充電電流達到其蓄電池的最佳充電電流時(shí)，轉入保護充電模式，對其開(kāi)始進(jìn)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(kāi)始出現電池酸液水解現象）時(shí)，轉為恒壓保護充電，并對過(guò)充電壓值進(jìn)行溫度補償，溫度補償系數?。?mV/℃，直至充滿(mǎn)。然后按照上述所說(shuō)方法開(kāi)啟第二個(gè)充電器，將其添加到被控制隊列中，依次類(lèi)推?？刂破鲄f(xié)調各個(gè)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(mǎn)。放電時(shí)與充電相似，實(shí)時(shí)計算p_o與p_L之差，并以此計算出需放電的蓄電池數n_f，計算時(shí)以單個(gè)蓄電池的最佳放電電流i_fb為條件，即i_cn′=－i_fb，n_f=I_c/|i_cn|。放電順序與充電相同，先從荷電量最大的蓄電池開(kāi)始放電，以防荷電量小的個(gè)體電池完全放電后得不到及時(shí)再充。當po與pL之差減小時(shí)，以相反的順序斷開(kāi)充放電單元。當所有蓄電池端電壓到達設置的放電終止電壓后，立刻停止放電，避免發(fā)生過(guò)放電?？梢钥闯?，放電控制比充電控制相對簡(jiǎn)單。

圖6 充放電系統運行流程圖

4 實(shí)驗結果

為了驗證方案的有效性，進(jìn)行了相關(guān)實(shí)驗。出于冗余考慮，實(shí)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(gè)蓄電池串聯(lián)為一個(gè)單元。其中1000W的負載一直運行，而500W的負載在13時(shí)加入，并在15時(shí)退出。實(shí)驗數據見(jiàn)表1，結果表明，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(méi)有充滿(mǎn)。系統既實(shí)現了光伏發(fā)電最大功率跟蹤，又對蓄電池實(shí)現了最佳充放電。實(shí)驗結果與理論分析一致，證明該充放電電路拓撲及其控制方法是可行的。

表1 實(shí) 驗 數 據