專利名稱：一種混合儲(chǔ)能控制方法及控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合儲(chǔ)能控制方法及控制器，屬于風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電及儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)展迅速，鉛酸蓄電池作為儲(chǔ)能裝置得到迅速發(fā)展，但是可再生能源系統(tǒng)中的儲(chǔ)能裝置不但要面臨負(fù)載功率脈動(dòng)的問(wèn)題，還會(huì)經(jīng)常處于發(fā)電功率不穩(wěn)定或脈動(dòng)的狀態(tài)，這種負(fù)載的特殊性，使蓄電池固有的缺點(diǎn)如循環(huán)壽命短、嚴(yán)格的充放電電流限制、環(huán)境問(wèn)題等都暴露出來(lái)，導(dǎo)致蓄電池過(guò)早失效或容量損失，縮短了循環(huán)使用壽命，制約了系統(tǒng)的大規(guī)模發(fā)展。另外，為滿足負(fù)載峰值功率需求配置的容量，造成了較大的浪費(fèi)，并導(dǎo)致蓄電池組過(guò)于龐大笨重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種混合儲(chǔ)能控制方法及控制器，提高風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電及儲(chǔ)能系統(tǒng)的穩(wěn)定性和整體轉(zhuǎn)換效率，解決背景技術(shù)存在的上述問(wèn)題。本發(fā)明的技術(shù)方案是
一種混合儲(chǔ)能控制器，包含主控制器、超級(jí)電容、蓄電池、負(fù)載、超級(jí)電容的電壓電流采樣電路、蓄電池的電壓電流采樣電路、負(fù)載的電壓電流采樣電路、驅(qū)動(dòng)電路和雙向DC/DC變換器，超級(jí)電容的電壓電流采樣電路與超級(jí)電容連接，其輸出連接主控制器；蓄電池的電壓電流采樣電路與蓄電池連接，其輸出連接主控制器；負(fù)載的電壓電流采樣電路與負(fù)載連接， 其輸出連接主控制器；主控制器的輸出通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路連接雙向DC/DC變換器，雙向DC/DC變換器分別連接超級(jí)電容、蓄電池和負(fù)載。主控制器采用DSP283;35芯片。一種混合儲(chǔ)能控制方法，包含如下步驟主控制器分別通過(guò)超級(jí)電容的電壓電流采樣電路、蓄電池的電壓電流采樣電路和負(fù)載的電壓電流采樣電路采集超級(jí)電容、蓄電池和負(fù)載的電流電壓信號(hào)；主控制器處理后通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制雙向DC/DC變換器，使超級(jí)電容、蓄電池和負(fù)載的發(fā)電與儲(chǔ)能工作處于最大功率點(diǎn)處。主控制器采用DSP283;35芯片。主控制器的控制為雙環(huán)控制，外環(huán)電壓環(huán)通過(guò)采樣負(fù)載輸出電壓，與參考電壓比較得到誤差信號(hào)；內(nèi)環(huán)電流環(huán)通過(guò)采樣輸入電流與電流環(huán)給定值相比較，經(jīng)電流環(huán)的PI調(diào)節(jié)器產(chǎn)生變化的占空比，通過(guò)調(diào)節(jié)PWM來(lái)控制功率開關(guān)管。在并聯(lián)驅(qū)動(dòng)脈動(dòng)負(fù)載時(shí)，蓄電池和超級(jí)電容均輸出電流，共同向負(fù)載供電，蓄電池支路的最大輸出電流值小于脈動(dòng)負(fù)載的電流幅值，大部分負(fù)載電流由超級(jí)電容支路分擔(dān)， 提高了混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率能力，而且脈動(dòng)頻率越高，功率增強(qiáng)能力越大；在負(fù)載停止工作期間，蓄電池繼續(xù)輸出電流，給超級(jí)電容充電。本發(fā)明充分發(fā)揮了超級(jí)電容能量密度大、功率密度大、儲(chǔ)能效率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用于風(fēng)光互補(bǔ)及儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和太陽(yáng)能電池的發(fā)電功率很大時(shí)，超級(jí)
3電容吸收大部分電能并儲(chǔ)存起來(lái).并在系統(tǒng)輸出功率低時(shí)釋放出來(lái)；當(dāng)負(fù)載功率發(fā)生脈動(dòng)時(shí)，超級(jí)電容通過(guò)控制器系統(tǒng)及時(shí)輸出電流，使蓄電池的充電過(guò)程少受影響。本發(fā)明的有益效果是可使蓄電池始終處于優(yōu)化的充放電工作狀態(tài)，受外界因素的影響很小，改善了蓄電池的工作環(huán)境，減少了蓄電池的充放電次數(shù)，延長(zhǎng)了蓄電池使用壽命，提高風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電及儲(chǔ)能系統(tǒng)的穩(wěn)定性和整體轉(zhuǎn)換效率。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖中圖中主控制器1、超級(jí)電容的電壓電流采樣電路2、蓄電池的電壓電流采樣3、超級(jí)電容4、驅(qū)動(dòng)電路5、負(fù)載的電壓電流采樣電路6、負(fù)載7雙向DC/DC變換器8、蓄電池9。圖2為主程序流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。一種混合儲(chǔ)能控制器，包含主控制器1、超級(jí)電容4、蓄電池9、負(fù)載7、超級(jí)電容的電壓電流采樣電路2、蓄電池的電壓電流采樣電路3、負(fù)載的電壓電流采樣電路6、驅(qū)動(dòng)電路 5和雙向DC/DC變換器8，超級(jí)電容的電壓電流采樣電路與超級(jí)電容連接，其輸出連接主控制器；蓄電池的電壓電流采樣電路與蓄電池連接，其輸出連接主控制器；負(fù)載的電壓電流采樣電路與負(fù)載連接，其輸出連接主控制器；主控制器的輸出通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路連接雙向DC/ DC變換器，雙向DC/DC變換器分別連接超級(jí)電容、蓄電池和負(fù)載。一種混合儲(chǔ)能控制方法，包含如下步驟主控制器分別通過(guò)超級(jí)電容的電壓電流采樣電路、蓄電池的電壓電流采樣電路和負(fù)載的電壓電流采樣電路采集超級(jí)電容、蓄電池和負(fù)載的電流電壓信號(hào)；主控制器處理后通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制雙向DC/DC變換器，使超級(jí)電容、蓄電池和負(fù)載的發(fā)電與儲(chǔ)能工作處于最大功率點(diǎn)處。主控制器采用DSP283;35芯片。主控制器采集蓄電池端電壓、超級(jí)電容端電壓、電感電流和負(fù)載輸出電壓，負(fù)載輸出電壓與參考電壓比較得到電壓誤差信號(hào)，輸入電流與電流給定值相比較得到電流誤差信號(hào)，經(jīng)PI調(diào)節(jié)器產(chǎn)生變化的占空比，通過(guò)調(diào)節(jié)PWM來(lái)控制功率開關(guān)管，控制光伏陣列、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量傳輸?？刂屏鞒虆⒄崭綀D2，主控制器采集蓄電池端電壓、超級(jí)電容端電壓、電感電流和負(fù)載輸出電壓。負(fù)載輸出電壓與參考電壓比較得到電壓誤差信號(hào)，輸入電流與電流給定值相比較得到電流誤差信號(hào)，經(jīng)PI調(diào)節(jié)器產(chǎn)生變化的占空比，通過(guò)調(diào)節(jié)PWM來(lái)控制功率開關(guān)管。在盡量減少蓄電池充放電次數(shù)和盡量減小最大輸出電流值的前提下，減小脈動(dòng)負(fù)載的電流幅值，提高混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率能力，當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)直流母線電壓低于穩(wěn)定運(yùn)行電壓時(shí)， 超級(jí)電容儲(chǔ)能系統(tǒng)釋放能量，通過(guò)控制DC / DC變流器，能量由超級(jí)電容端向直流電網(wǎng)端傳輸，這樣在放電過(guò)程中，即使超級(jí)電容儲(chǔ)能陣列的端電壓不斷下降，也可以保持直流母線電壓的恒定，同時(shí)又能夠提高超級(jí)電容儲(chǔ)能陣列的儲(chǔ)能有效利用率。反之，當(dāng)直流母線電壓高于穩(wěn)定運(yùn)行電壓時(shí)，同樣通過(guò)控制DC / DC變流器，使得直流側(cè)能量流向超級(jí)電容端，超級(jí)電容處于充電的過(guò)程，從而維持直流母線電壓的穩(wěn)定在正常運(yùn)行值。
權(quán)利要求
1.一種混合儲(chǔ)能控制器，其特征在于包含主控制器(1)、超級(jí)電容(4)、蓄電池(9)、負(fù)載(7)、超級(jí)電容的電壓電流采樣電路(2)、蓄電池的電壓電流采樣電路(3)、負(fù)載的電壓電流采樣電路(6 )、驅(qū)動(dòng)電路(5 )和雙向DC/DC變換器(8 )，超級(jí)電容的電壓電流采樣電路與超級(jí)電容連接，其輸出連接主控制器；蓄電池的電壓電流采樣電路與蓄電池連接，其輸出連接主控制器；負(fù)載的電壓電流采樣電路與負(fù)載連接，其輸出連接主控制器；主控制器的輸出通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路連接雙向DC/DC變換器，雙向DC/DC變換器分別連接超級(jí)電容、蓄電池和負(fù)載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述之一種混合儲(chǔ)能控制器，其特征在于主控制器采用DSP28335芯片。
3.一種混合儲(chǔ)能控制方法，其特征在于包含如下步驟主控制器分別通過(guò)超級(jí)電容的電壓電流采樣電路、蓄電池的電壓電流采樣電路和負(fù)載的電壓電流采樣電路采集超級(jí)電容、蓄電池和負(fù)載的電流電壓信號(hào)；主控制器處理后通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制雙向DC/DC變換器， 使超級(jí)電容、蓄電池和負(fù)載的發(fā)電與儲(chǔ)能工作處于最大功率點(diǎn)處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述之一種混合儲(chǔ)能控制方法，其特征在于主控制器采集蓄電池端電壓、超級(jí)電容器端電壓、電感電流和負(fù)載輸出電壓，負(fù)載輸出電壓與參考電壓比較得到電壓誤差信號(hào)，輸入電流與電流給定值相比較得到電流誤差信號(hào)，經(jīng)PI調(diào)節(jié)器產(chǎn)生變化的占空比，通過(guò)調(diào)節(jié)PWM來(lái)控制功率開關(guān)管，控制光伏陣列、風(fēng)力發(fā)電機(jī)、儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量傳輸。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種混合儲(chǔ)能控制方法及控制器，屬于風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是主控制器(1)分別通過(guò)超級(jí)電容的電壓電流采樣電路(2)、蓄電池的電壓電流采樣電路(3)和負(fù)載的電壓電流采樣電路(6)采集超級(jí)電容(4)、蓄電池(9)和負(fù)載(7)的電流電壓信號(hào)；主控制器處理后通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路(5)控制雙向DC/DC變換器(8)，使超級(jí)電容、蓄電池和負(fù)載的發(fā)電與儲(chǔ)能工作處于最大功率點(diǎn)處。本發(fā)明的有益效果是可使蓄電池始終處于優(yōu)化的充放電工作狀態(tài)，受外界因素的影響很小，改善了蓄電池的工作環(huán)境，減少了蓄電池的充放電次數(shù)，延長(zhǎng)了蓄電池使用壽命，提高風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電及儲(chǔ)能系統(tǒng)的穩(wěn)定性和整體轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號(hào)H02J15/00GK102437634SQ20111044358
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月27日
發(fā)明者劉玉龍, 張曉光, 王偉, 翟志強(qiáng), 趙志強(qiáng), 車福來(lái) 申請(qǐng)人:保定天威集團(tuán)有限公司