一种应用于光伏领域的智能化蓄能管理系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种应用于光伏领域的智能化蓄能管理系统，其结构特征是：由直流汇流母线M、n组标称电压值完全相同的串联电池组E1-En、调压装置、智能控制器C、检测装置V0-Vn及智能充电开关K1-Kn构成，其智能充电开关由防反二极管D和智能开关S组成。每个支路是否投入在线充电由C根据M的能量信息通过K控制，既可以避免M的能量过剩造成在线电池组充电过流或浮充电压过高，也可以避免M的能量不足且在线蓄电池组偏多而导致充电无效。在直流汇流母线能量波动性较大的光伏发电系统中，可以在避免蓄电池过充电和能量浪费的基础上，保证充电的均衡性，提高蓄电池组的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利涉及新能源
，特别是涉及光伏发电领域中储能蓄电池的蓄能控制管理技术。
技术介绍
储能蓄电池在各种交直流电源系统中应用非常广泛，尤其在光伏发电系统中，储能电池不仅可以存储多余能量用来提供短时备用供电，还可以平抑功率波动和改善电能质量，但是在光伏发电系统中储能电池充放电次数频繁，且能量来源端具有很大的波动性、随机性以及有限性，难以持续满足储能电池标准的充电规律要求，光照的季节性变化和连续阴雨天易造成储能电池的深度放电，且放过电后也难以在短期内再次充满，从而使电池长期处于低荷电状态。可见，光伏发电系统很少能高效快速地为储能电池充满电，电池往往会长期处于馈电状态，因此，储能电池的不恰当管理会大大缩短电池的使用寿命，而致使储能电池成为光伏发电系统中最易损坏的部件。目前有研宄者提出了一种蓄电池串并联的充电控制方法，通过检测太阳能电池板输出电压值，调整蓄电池串联的数量以匹配充电电压值，这种方法在理论上和实际应用中存在很大的技术缺陷和隐患，原因分析如下:蓄电池的三个主要参数端电压Utl、电池自身电动势E和其内阻r存在互相影响和制约的关系，不同端电压的蓄电池内阻不同，充放电时电动势的变化也不同，在上述充电方法中，当蓄电池组串联充电时随机加入或减少电池，势必无法保证新加入的电池和原有电池组的电池端电压是相同的，而此时单体电池的内阻值是不相同的，充电瞬间电动势也会明显不一致，根本无法保证电池组充电的均衡性，且长此轮循下去，反而加速了电池内阻值的差异化程度，结果会导致系统内所有的电池单体间参数差异变大，相当于将新旧电池混合使用，更加恶化了电池的使用性能和严重缩短电池的使用寿命。
技术实现思路
为了解决蓄电池合理充电管理，高效蓄能的技术问题，本技术提出了一种应用于光伏领域的智能化蓄能管理系统，不仅能够在能量波动性较大的能源系统中，最大化的利用能源保证蓄电池的有效充电，而且保证蓄电池充电的均衡性，更好的维护蓄电池内阻等参数的匹配和一致性，提高蓄电池的使用性能，延长蓄电池的使用寿命。本专利所述的一种应用于光伏领域的智能化蓄能管理系统，其基本组成结构是:由直流汇流母线Μ、η组标称电压值完全相同的串联电池组(El-En)、智能控制器C、检测装置VO-Vru调压装置、转换开关Ktl及智能充电开关Kl-Kn构成，其智能充电开关由防反二极管D和智能开关S组成，调压装置通过转换开关Ktl并联接在汇流母线M正极的输入侧，M通过智能充电开关Kl-Kn与串联蓄电池组连接，各蓄电池组是否投入在线充电由直流汇流母线的能量信息决定，通过C对Kl-Kn的控制来实现。实施本专利有益的效果是，能够科学化、智能化管理储能电池的充电蓄能，保证每个充电支路均衡充电，并可以最大化的利用能量，提高充电效率，有效维护了储能电池的使用性能，提高电池的使用寿命。【附图说明】图1本专利一种应用于光伏领域的智能化蓄能管理系统实施例结构图。【具体实施方式】如图1所示，储能电池组El-En是η组标称电压值完全相同的串联电池组，其正极分别连接智能充电开关Kl-Kn的正极出端，负极接Kl-Kn的负极出端，直流汇流母线M正极连接智能充电开关Kl-Kn的正极入端，负极连接智能充电开关Kl-Kn的负极入端，智能充电开关由由防反二极管D和智能开关S组成，直流母线输入侧正极串联接入转换开关Ktl, K。的触点2端连接调压装置输入端，调压装置输出端与触点I共点，并入直流母线的正极，智能控制器C信号线接检测仪表W、V1、V2......Vn,其控制线接智能充电开关Κ1、Κ2...Kn和转换开关I。直流母线能量来源于太阳能系统，智能控制器C实时监测直流母线M能量信息，根据能量信息的变化调控在线充电的电池组支路数，能量充足时，增加在线充电的支路数量，最大化吸收和利用能量，而能量减弱时，减少在线充电的支路数量，避免因能量不足而导致无效充电，通过控制智能充电开关Kl-Kn来完成在线充电支路的投入和退出。当能量严重不足甚至连最少支路的充电能量都无法满足时，将转换开关拨至触点2，启动调压装置，将无效能量转换成合格有效的能量进行充电，提高了能量利用率。在本专利的智能化蓄能管理系统中，是以一组标称电压值完全相同且固定不变的串联电池组为一个整体作为一个充电支路，无论是投入在线充电还是退出充电也都是以充电支路为单位进行的，所以同一个充电支路中的所有电池任何时刻都是完全处在相同的状态中，保证了同一支路中的所有电池充电的均衡性，又因为支路与支路间是互相独立进行充电互不影响，故也不存在单体电池参数差异性问题。所述智能控制器C，可以是各种形式的计算机、工控机、单片机、智能仪表或各类可编程控制器，其信号线接检测仪表V0、V1、V2......Vn,其控制线接智能充电开关Κ1、Κ2...Kn和转换开关K。。所述智能充电开关Κ1、Κ2...Κη，是由防反二极管D和智能开关S组成，智能开关S可以是机械触点开关也可以是电力电子无触点类开关(如MOSFET、IGBT, SCR、GTR、GTO等)，D和S的连接顺序不必固定，只要保证D的正极为充电输入端而负极为输出端即可。所述转换开关Ktl，可以是机械转换开关，也可以是可控型电力电子开关(如MOSFET、IGBT、SCR 等)。所述调压装置，可以是各类电源功率或电压变换装置。所述储能电池，可以是电化学类储能电池(如铅酸蓄电池、磷酸铁锂电池、锂电池、镍氢电池、钠硫电池等)。本技术提出的一种应用于光伏领域的智能化蓄能管理系统可以推广应用在风力发电领域及波动性能源发电系统中，不仅可以减小能量端的容量配置，且完全能够科学合理的对蓄电池进行智能化管理，提高系统的充电效率，延长蓄电池的使用寿命。本技术是通过实例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本专利的精神和范围的情况下，可以对本技术所述特征和实例进行改变或等效替换。因此，本技术不受此处公开的具体实施例的限制，只要是参考本技术所述特征和实例进行改变或等效替换的实施例都属于本技术的保护范围。【主权项】1.一种应用于光伏领域的智能化蓄能管理系统，其结构特征是:由直流汇流母线Μ、η组标称电压值完全相同的串联电池组(El-En)、智能控制器C、检测装置VO-Vn、调压装置、转换开关KO及智能充电开关Kl-Kn构成，其智能充电开关由防反二极管D和智能开关S组成，M通过智能充电开关与串联蓄电池组连接，各蓄电池组是否投入在线充电由直流汇流母线的能量信息决定，通过C对Kl-Kn的控制来实现。2.根据权利要求1所述的一种应用于光伏领域的智能化蓄能管理系统，其特征是:标称电压值完全相同的η组串联蓄电池组(El、Ε2…En)，每个串联组的正极接对应Kl (Kn)的正极出端，负极接对应的Kl (Kn)的负极出端。3.根据权利要求1所述的一种应用于光伏领域的智能化蓄能管理系统，其特征是:汇流母线Μ,其直流能源来自于太阳能发电系统，其正极M+和负极M-分别连接智能充电开关Κ1、Κ2…Kn正极和负极的入端。4.根据权利要求1所述的一种应用于光伏领域的智能化蓄能管理系统，其特征是:智能充电开关Kl、Κ2…Κη，其均由防反二极管D和智能开关S组成，智能开关S可以是机械触点开关也可以是电力电子无触点类开关(如MOSFET、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于光伏领域的智能化蓄能管理系统，其结构特征是：由直流汇流母线M、n组标称电压值完全相同的串联电池组(E1‑En)、智能控制器C、检测装置V0‑Vn、调压装置、转换开关K0及智能充电开关K1‑Kn构成，其智能充电开关由防反二极管D和智能开关S组成，M通过智能充电开关与串联蓄电池组连接，各蓄电池组是否投入在线充电由直流汇流母线的能量信息决定，通过C对K1‑Kn的控制来实现。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘娜，孙毅彪，吴成东，
申请(专利权)人：刘娜，
类型：新型
国别省市：辽宁;21