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          独立光伏系统的应用分析
          [楼主] 作者:zrsi8335  发表时间:2015/05/05 16:20
          点击:3018次

          [url=http://www.southsunlight.com/view-3223.html]分布式发电系统[/url]   1.独立[url=http://www.southsunlight.com][b]光伏系统[/b][/url]面临的主要问题   一个典型的独立[url=http://www.southsunlight.com][b]光伏发电系统[/b][/url]结构框图如图1,包括太阳能阵列、DC/DC变换器、控制器、蓄电池以及用于交流负载的逆变器,其中虚线所示为备选结构,有交流负载时选用。根据系统的电压设计要求,选择合适的DC/DC变换电路,同时能够跟踪最大功率点,实现负载匹配。光伏系统的核心部件在于控制器,主要作用有两点:一是?#20048;?#33988;电池过充电和过放电,并对供电系统进行全面的监测、管理、控制和保护;二是实现系统的能量控制策略,控制DC/DC变换电路工作。   独立[url=http://www.southsunlight.com][b]光伏发电系统[/b][/url]目前面临?#38901;?#20004;个问题:一是能量密度不高,整体的利用效?#24335;系停?#21069;期的投?#24335;?#22823;;二是独立发电系统的储能装置一般以铅酸蓄电池为主,蓄电池成本占光伏电站初始设备成本的25%左右,而?#26434;?#33988;电池的充放电控制比较简单,容易导致蓄电池提前失效,增加了系统的运行成本。蓄电池在20年的运行周期中占投资费用的43%,大多数蓄电池并不能达到设计的使用寿命,除了蓄电池本身的缺陷和管理维护不到位外,蓄电池运行管理不合理是导致蓄电池提前失效的重要原因。因此?#26434;?#29420;立发电系统,提高能量利用率,研究科学的系统能量控制策略,可以降低独立[url=http://www.southsunlight.com][b]光伏系统[/b][/url]的投资费用。   2.控制策略的现状分析   在[url=http://www.southsunlight.com][b]太阳能光伏系统[/b][/url]的发?#26500;?#31243;中,从直接连接发展到应用电能变换器、微处理器和电脑监控的综合控制系统,尤其是随着微处理器技术和电力电子技术的快速发展,能量利用的效?#25163;?#28176;提高。从近?#25913;?#22269;内外公开发表比?#31995;?#22411;的文献来看[4-6],主要研究光伏系统充放电控制策略和能量管理,其中蓄电池的充放电控制、功率跟踪控制、控制器设计三个方面的独立研究较多,存在的问题主要?#24184;韵?#19977;点:(1)光伏组件的功率跟踪与蓄电池荷电状态之间的配合控制关系简单,常用的阶段性控制策?#26434;写?#25913;进;(2)?#26434;?#33988;电池的分组充放电管理,缺少详细的设计;(3)[url=http://www.southsunlight.com]独立光伏系统[/url]蓄电池的充放电控制、功率跟踪控制、控制器设计三者之间没有公开发表的综合性能量控制策略。   本文针对上面提出的第二个问题进行了分析研究,主要从独立光伏系统在军营电力供应中的应用入手,对分组的原则和控制进行了探讨。实际系统中的负荷分为重要负荷和一般负荷,重要负荷?#26434;?#20379;电的可靠性要求很高,而蓄电池的分组充放电策略?#26434;?#30005;力负荷分级供电具有很大的现实意义。  四、分组充放电控制策略分析   1.分组策略的提出   为了加强对蓄电池的充放电管理,同时提高对负荷的供电可靠性,可以对光伏系统中的蓄电池进行分组管理,使其变成多个容量较小的蓄电池组,主要基于?#38901;?#20960;个原因:   (1)提高充电电流,有效地利用太阳能阵列的能量,减小长期的小电流放电和小电流充电对蓄电池带来的不?#21152;?#21709;,避免小电流放电产生大的结晶;   (2)蓄电池在大电流放电后的?#37038;?#30005;流能力较强,因此分组可以适当增加充电的效率;   (3)分组能够实现?#26434;?#33988;电池组的维护性充电,在光照条件和蓄电池容量允许的条件?#26434;?#33988;电池进行维护性的均衡充电,适当的过充能够避免电池电解液的分层;   (4)能够实现充电的同时,又能为白天需要保证的重要负载放电。   2.分组管理的原则   蓄电池分组要考虑整个系统的设计容量,综合考虑光伏阵?#24615;?#26368;大太阳辐射下的最大输出电流与蓄电池组的最大可充电电流的关系,分组的主要原则如下:   (1)系统光伏阵列最大输出电流要小于蓄电池组的最大可充电电流。主要是针对蓄电池的荷电状态?#31995;?#26102;的充电?#37038;?#33021;力而言,可?#37038;?#30340;充电电流稍微大于阵列的最大输出电流;   (2)分组要考虑系统中负载的大小,放电电流在厂家规定的放电率附近,以一个工作日放电容?#31354;?#33988;电池小组容量的20%左右为宜;   (3)分组要考虑控制系统的设计与实现,不宜太多,一般不超过3组,以2~3组为宜。   3.分组控制电路的结构分析   以分两组为例,控制的策略如下:首先预测容量,?#26434;?#23481;量较小的蓄电池组先充电,同时允许另一组放电;在线判断两组容量的变化,当两组容量相差达到30%以上时,进行充电和放电(或者静置)状态的切换;结合系统的控制策略,达到均衡充放电的目的,同时在系统的荷电状态?#31995;?#26102;,应输出低荷电状态提示,结合负载的分级限制输出电流,分组控制电路结构。[url=http://www.southsunlight.com]光伏发电系统[/url] 文章来源?#25103;?#38451;光:[url=http://http://www.southsunlight.com]http://http://www.southsunlight.com[/url]
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