一種新型獨立太陽能發(fā)電系統(tǒng)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，控制器實時采集i_o，u_o，i_L，i_cn′，各蓄電池端電壓u_Bn等各數(shù)據(jù)，得出控制命令和保護措施。

系統(tǒng)充放電流程圖如圖6所示。充放電之前，控制器將滿荷電和已被開啟充放電的蓄電池從荷電量序列中去掉。然后按照各個蓄電池荷電多少對其余電池進行排列，將荷電量不滿且缺量最多的蓄電池B_max作為第一個充電的電池，然后依次確定充電次序。充電器先從第一個開始充電，即先將第一個充電器與DC/DC變換器一起進行協(xié)調(diào)控制。當?shù)谝粋€充電器的充電電流達到其蓄電池的最佳充電電流時，轉(zhuǎn)入保護充電模式，對其開始進行恒流充電。在蓄電池端電壓達到水解電壓（一般為2.3V/單體，高于此值便開始出現(xiàn)電池酸液水解現(xiàn)象）時，轉(zhuǎn)為恒壓保護充電，并對過充電壓值進行溫度補償，溫度補償系數(shù)取－4mV/℃，直至充滿。然后按照上述所說方法開啟第二個充電器，將其添加到被控制隊列中，依次類推?？刂破鲄f(xié)調(diào)各個充電器，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。放電時與充電相似，實時計算p_o與p_L之差，并以此計算出需放電的蓄電池數(shù)n_f，計算時以單個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始放電，以防荷電量小的個體電池完全放電后得不到及時再充。當po與pL之差減小時，以相反的順序斷開充放電單元。當所有蓄電池端電壓到達設(shè)置的放電終止電壓后，立刻停止放電，避免發(fā)生過放電?？梢钥闯觯烹娍刂票瘸潆娍刂葡鄬唵?。

圖6 充放電系統(tǒng)運行流程圖

4 實驗結(jié)果

為了驗證方案的有效性，進行了相關(guān)實驗。出于冗余考慮，實驗用了額定功率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個蓄電池串聯(lián)為一個單元。其中1000W的負載一直運行，而500W的負載在13時加入，并在15時退出。實驗數(shù)據(jù)見表1，結(jié)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有充滿。系統(tǒng)既實現(xiàn)了光伏發(fā)電最大功率跟蹤，又對蓄電池實現(xiàn)了最佳充放電。實驗結(jié)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 驗 數(shù) 據(jù)