光伏发电系统中蓄电池充电控制研究

在光伏发电系统中,储能蓄电池达不到其使用寿命是制约光伏产业发展的一个重要因素。本文针对太阳能电池——蓄电池充电系统的特点,设计了一种基于PIC16F877A单片机的智能化光伏充电控制系统。该系统采用三段式充电控制策略,在快充阶段采用最大功率点跟踪控制策略,在过充和浮充阶段,采用基于比例积分PI调节的恒压充电。实验表明该控制策略很好地实现了对光伏电池的三段式充电,缩短了充电时间,具有较好的过充和浮充精度,从而达到延长光伏系统中蓄电池使用寿命的目的。     

基于改进模糊变步长MPPT的太阳能充电控制策略

针对常规太阳能充电控制系统存在的充电时间长,利用效率低等问题,结合光伏电池的输出特性以及蓄电池的充电特性,将MPPT技术应用于三段式蓄电池充电控制中,同时减小在最大功率点处的功率振荡,提出了一种改进的模糊变步长MPPT三段式充电控制策略.该控制策略能充分利用太阳能资源,同时兼顾蓄电池的充电特性,提高系统的利用效率.通过搭建的实验样机,验证了所提出控制策略的有效性,系统的充电效率达95%以上.     

太阳能高压气体放电灯智能控制系统

为了提高太阳能高压气体放电灯照明效率,延长照明时间,实现智能充放电控制、智能照明控制,提出一种新型太阳能高压气体放电灯照明控制系统。系统充电控制策略实现了最大功率点跟踪技术和蓄电池三段式精确充电,照明控制策略采用变开关频率控制和恒功率控制。硬件结构采用单级式逆变结构,减少了硬件成本开销,提高了能量转化率。实验结果表明:该系统延长了蓄电池寿命及点灯时间,提高了电灯效率,效率达90%以上,使得太阳能高压钠灯照明系统智能、高效、稳定的运行。     

由光伏直接供电的电动汽车无线充电系统控制策略

为提升光伏发电的就地消纳能力,弥补电动汽车有线充电存在的弊端,通过提出一种含电动汽车无线充电的直流微网拓扑结构,研究了由光伏直接向电动汽车供电的控制方法。该拓扑以光伏发电系统为基础,新增了以蓄电池、超级电容器组成的混合储能模块,光伏系统在为充电站自身负荷供电的同时,向电动汽车供电,对系统中各部分进行优化并提出相应控制策略。Simulink仿真与实验结果表明:混合储能模块可有效平抑光伏输出功率的波动;磁耦合谐振式无线电能传输方式可提高电动汽车充电效果;在保证电动汽车稳定充电的基础上促进了光伏消纳。验证了所提拓扑的可行性与控制策略的有效性。     

基于双向变换器的光伏储能控制

光伏发电系统通过双向变换器引入储能环节进行控制,光伏电池发出的能量经DC-DC变换后供给直流母线侧负载,并通过双向变换器使用蓄电池进行能量管理.介绍了双向变换器的工作原理,分析了光伏电池、蓄电池和直流母线负载所消耗的能量处于不同状态时的系统能量管理策略.给出了基于Boost变换器的光伏电池最大功率跟踪的控制算法和基于双向变换器的蓄电池充放电控制算法,提出了一种改进的充电控制策略.以MATLAB/Simulink为仿真平台,搭建了该系统的仿真模型,并针对系统的各工作状态进行仿真研究,仿真试验结果验证了该系统控制算法的合理性和可行性.     

高压架空线路光伏照明系统

针对目前高压架空线路日常维护时不能得到有效照明的问题,提出了光伏发电、旋转照明的解决方案.该系统控制核心采用SCT12C5A60S2型单片机实现蓄电池的智能化充电管理,使系统在夜间得到有效照明;并利用电动云台和无线装置来完成在线路下方遥控旋转照明的功能;实验结果表明:该系统不仅效率高、运行稳定,还能够无死角集中照明,从根本上解决了夜间电力架空线路维护时的照明问题.     

光伏发电扬水蓄能监测系统试验研究

基于光伏发电扬水蓄能和照明综合应用系统,结合光伏扬水系统构成与运行特点,对太阳辐射强度和输出功率与扬水量特性、光伏水泵系统扬水效率特性及蓄电池储电量占比等进行试验测试.结果表明,定扬程下,光伏泵全天扬水量随日照时间的延长而增大,太阳能平均辐照功率533.4 W,日出水量达13.1 m~3,平均每h出水1.93 m~3;系统最大扬水效率达12.7%,平均扬水效率11.1%;同时,全天三时段蓄电池充电储能0.47 kWh,约占光伏方阵全天发电量8.4 kWh的5.6%左右.所得结论对光伏扬水系统的配置优化具有一定的实用价值.     

基于AVR单片机的太阳能路灯照明系统设计

结合蓄电池的充电方法和特性,设计了基于ATmega 48单片机为核心的太阳能路灯照明系统,包括太阳能电池、蓄电池、充电电路、驱动电路和指示电路等,通过单片机软件算法编程科学地控制功率开关管的导通与关断,对蓄电池的充放电和路灯加以控制,科学地采用不同百分比的PWM对蓄电池进行充电,依据不同的需求选择不同工作模式进行供电照明。     

基于太阳能LED照明系统的研究

由于能源紧张问题日趋严重,近年来太阳能光伏发电和LED开始引起了人们的关注.文章介绍了将两者结合应用于太阳能LED照明系统,着重分析该系统中的DC-DC转换器、蓄电池、MCU控制器等各个组成部分的配置原则,使得系统能简单可靠地实现智能控制,进而提出一种新颖的充电控制方法.     

新型市电互补光伏系统的设计与应用

新型市电互补光伏系统采用不同于传统市电互补光伏系统的设计方案,解决传统光伏系统易损坏、维修麻烦、连续阴雨天无法正常供电等问题。新型市电互补光伏系统能够按照负载的实际需求在市电电源和光伏电源之间切换,能让蓄电池得以充分充电和养护。新型市电互补光伏系统不仅工作更加可靠,还可以减少蓄电池的更换次数,降低蓄电池的使用量,进而降低投资费用。     

太阳能家用照明装置单片机自动控制器

为了缩短充电时间,提高充电效率,太阳能家用照明装置自动控制器能在充电过程中实时跟综蓄电池充电电压、电流、温度和太阳能蓄电池的电压,通过单片机硬件软件资源动态调整蓄电池充电电压、电流和控制用户照明装置,使蓄电池充电效率达到最佳效果,太阳能利用率达到最高。     

基于PIC微控制器的光伏照明系统

本论文主要阐述了基于PIC微控制器,实现基于单片机的太阳能光伏照明系统的总体方案和主要技术。论文重点分析了控制器的低功耗关键技术和低成本实现方案,并就对蓄电池充电和负载亮度调整问题进行了分析;在硬件设计的基础上,论文对软件控制的设计要点和软件运行流程进行了分析。     

基于MPPT的太阳能充电控制器的设计

本文设计了一种具有MPPT功能的光伏发电充电控制器。通过单片机检测蓄电池充电电压、充电电流的大小,自动切换充电器的工作状态,有效地提高了蓄电池的寿命。在光照条件不足时,蓄电池的电压,电流未超出给定值,开启MPPT功能,保证整个系统最大效率的充电。经matlab仿真,该设计具有可行性。     

风-光复合发电系统的优化设计

文章介绍风 -光复合发电系统优化设计的一般数学模型 ,即以系统投资最小为目标 ,系统性能指标为约束 ,寻找风力发电机、光伏阵列、蓄电池、柴油机、逆变器和负载之间的最佳匹配功率及系统电能的最优管理及控制策略 ,运用该模型对实例进行计算 ,结果表明 ,风 -光复合发电系统的设计绝不是独立光伏发电系统和独立风力发电系统的简单拼凑 ,风 -光复合发电系统与独立光伏系统的优化设计规律存在较大的差异 ,其设计规律值得进一步深入研究。     

专利情报

多功能自动保护太阳能家用电源 多功能自动保护太阳能家用电源,是由光伏硅阵、太阳能电源主机及其配备的充电手电组成,本太阳能家用电源可提供室内照明及向用电器供电,可防止蓄电池过充电及过放电,还具备适用夜间外出使用的充电手电。(公     

一种光伏独立发电控制系统

采用爬山法实现了光伏系统的最大功率点跟踪(maximum power point tracking,MPPT)和铅酸蓄电池充电控制,并用单极性SPWM调制方法对逆变器进行控制.实验结果表明,本系统更充分地利用了光伏阵列的输出功率,缩短了过充阶段时间,提高了充电效率,克服了大多数光伏系统中蓄电池欠充的缺陷,延长了铅酸蓄电池的使用寿命.所采用的单极性调制相比于双极性调制,在输出同样幅值基波电压时,最小谐波频率为载波频率的2倍,且谐波幅值较低,从而使输出端滤波器的设计更加容易.     

用于太阳能照明系统的智能控制器

针对现有太阳能照明系统普遍存在的效率低、寿命短、运行不稳定等问题,提出了一种应用于太阳能照明系统的新型智能控制器。控制器实现了基于单片机89C51的工作状态控制和蓄电池能量智能管理,满足了太阳能照明系统在不同工作状态下的稳定运行与准确切换的要求。太阳能电池最大功率点跟踪和蓄电池充电精确控制也在此控制器中得到实现。试验结果表明,应用此智能控制器的太阳能照明系统效率高、运行稳定,蓄电池寿命可从2a延长到3a以上。     

小型风电系统蓄电池组充放电控制器的设计及仿真研究

本文对风力发电系统中的蓄电池组数学模型进行了研究,基于MATLAB／Simulink平台建立了蓄电池组的仿真模型并进行了改进;对蓄电池组充放电控制算法进行了理论研究和比较,提出了三段恒流充电控制和基于安培小时法的放电深度控制的蓄电池组充放电控制策略并进行了算法设计;在搭建完风力发电系统整体模型的基础上进行了仿真研究,验证了本文所搭建仿真模型的正确性以及所设计控制算法的正确性和有效性。     

太阳能照明系统优化设计

针对目前市场上的太阳能路灯控制器,存在可靠性不高、利用率不高、性价比不高的现状,本文基于单片机控制搭建的太阳能照明系统,从太阳能最大功率跟踪,蓄电池的充电控制,路灯驱动调光等方面进行了研究和改进,同时为了达到高的照明效率,本文使用了具有小体积、长寿命以及低能量消耗的大功率白光LED灯,并根据照明的需求以及蓄电池存储的能量多少,采取分段控制LED灯的照明亮度,进一步达到节能效果。     

太阳能电池充电转换模块

为了提高太阳能电池能量利用率,改善光伏发电系统的工作性能,提出了一种新型太阳能电池充电的电路拓扑方案。该方案在太阳能电池和蓄电池之间增加充电传导模块,采用动态电压调节方式实现蓄电池的常规充电和倍压充电,解决了弱光照时太阳能电池能量流失问题。通过制做实验样机进行测试,结果表明,模块具有完善的充电控制特性和低压工作性能,静态工作电流小于20μA,传送效率高达98%,是一款高效实用的充电控制模块。