本发明专利技术公开了一种应用于光伏产业的电池管理系统，包括光伏供电组件、直流控制器、逆变器，直流控制器与光伏供电组件、逆变器电连接，直流控制器的正、负输出端分别与直流母线连接，直流母线上并联若干个充放电单元，充放电单元包括双向DC/DC变换器、蓄电池，双向DC/DC变换器与蓄电池电连接，主控计算机通过485通讯线分别与直流控制器、逆变器、双向DC/DC变换器连接。本发明专利技术运行灵活，高效可靠，整体寿命得到提高；容易进行规模扩充，易实现模块化系统集成。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术主要涉及太阳能光伏发电领域，尤其涉及一种一种应用于光伏产业的电池管理系统。
技术介绍
在独立太阳能发电系统中，为了降低成本、提高效率和可靠性，既要使光伏电池输出最大功率，又要使蓄电池正确充放电，同时还要最大限度地利用所发电能。在目前的光伏系统中，这三者的实现存在矛盾，通常只顾及到一个方面，如只追踪光伏电池最大功率点而放弃蓄电池的最佳充放电，从而限制了系统的效率和寿命。目前，免维护铅酸蓄电池作为储能设备，由于维护量小，使用方便等优点，在光伏系统中得到大量应用。在独立太阳能发电系统中，其充放电方式与传统充放电方式不同，既要因夜间带负荷而需要循环充放电，又要在蓄电池快充满时进行浮充。而铅酸蓄电池有其充放电特性，如不按照其充放电特性进行充放电就会造成损坏且效率较低，日常的合理维护措施是必不可少的。目前，在光伏系统中蓄电池是一个薄弱环节，铅酸蓄电池用于光伏系统后寿命缩短，限制了光伏系统的使用寿命，增加了系统的成本和维护费用。研究发现，问题在于蓄电池用于光伏时，充电电流较小和充电时间受限。涓流充电和部分放电容易造成电极上树枝状晶体的生长，导致所谓的记忆效应，蓄电池的充电容量将会降低；强行过充电会使电解液分解，产生气体，造成电解液的丢失。也有人指出，在光伏系统中限制蓄电池寿命的主要因素是蓄电池中的酸分层。在光伏系统中，由于蓄电池一般都处于欠充状态，进一步扩大了蓄电池底部和顶部的硫酸浓度之差，加剧了硫酸盐化和容量损失。同时小电流放电下所形成的HdSCM结晶颗粒粗大，这种结晶溶解困难，最终影响了蓄电池的寿命。在光伏系统中，蓄电池的放电率要比蓄电池应用在其他场合低。光伏电池板比较昂贵，在目前的光伏发电效率下，最大限度地节约所发出的电能是降低成本的一个有效途径。因此，要尽可能地存储和利用所发出的电能，减少光伏电池的空运行。而光伏系统的特点决定了铅酸蓄电池欠充的可能性比较大。目前，在设计光伏系统时，将光伏电池和负载及蓄电池进行固定匹配，同时，存在上面空运行和欠充两个问题， 其基本电路结构如图1所示。直流控制器的输出端直接与蓄电池和逆变器相连，这样做可以避免过充，但却无法解决可能出现的欠充，蓄电池缺乏有效保护，得不到最佳充电，长此下去将导致蓄电池寿命降低，增加了系统维护费用。另外，当光伏电池输出功率较大时，由于逆变器负载一般不随意变化，在一定时间段内就可能出现充电功率过大现象，需要启动保护电路限制充电强度，这样势必会造成能源浪费，间接地增加了系统发电成本。同样，由于负载的不确定性，在蓄电池单独供电时就会出现所有电池单元部分放电现象，即蓄电池不能完全放电，这样对蓄电池也是有害的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种应用于光伏产业的电池管理系统。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是应用于光伏产业的电池管理系统，包括光伏供电组件、直流控制器、逆变器，所述直流控制器与光伏供电组件、逆变器电连接，其特征在于所述直流控制器的正、负输出端分别与直流母线连接，所述直流母线上并联若干个充放电单元，所述充放电单元包括双向DC/DC 变换器、蓄电池，所述双向DC/DC变换器与蓄电池电连接，主控计算机通过485通讯线分别与直流控制器、逆变器、双向DC/DC变换器连接。所述直流控制器是含MPPT算法的DC/DC变换器。所述双向DC/DC变换器是能够双向控制电流流通的直流变换器。根据实时功率差，动态地匹配充放电的蓄电池容量(蓄电池个数)，也就是动态地变换系统结构，从而实现最佳充放电。双向DC/DC变换电路如图4所示，蓄电池侧为低压侧，能够实现升压和降压，能实现高低压侧的有效电气隔离，效率高，控制灵活。由于蓄电池组容量是可以灵活变化的，所以，需要扩充规模时，只需增加光伏电池板、增加并联的DC/DC 变换器数目、增加蓄电池充电单元、更改控制软件程序即可。本专利技术的优点是本系统运行灵活，高效可靠，整体寿命得到提高；容易进行规模扩充，易实现模块化系统集成。附图说明图1为传统系统电路图。图2为充放电系统运行流程图。图3为本专利技术的系统电路图。图4为双向DC/DC变换器的电路图。具体实施例方式应用于光伏产业的电池管理系统，包括光伏供电组件1、直流控制器2、逆变器3， 所述直流控制器2与光伏供电组件1、逆变器3电连接，所述直流控制器2的正、负输出端分别与直流母线8连接，所述直流母线8上并联若干个充放电单元，所述充放电单元包括双向 DC/DC变换器6、蓄电池7，所述双向DC/DC变换器6与蓄电池7电连接，主控计算机4通过 485通讯线5分别与直流控制器2、逆变器3、双向DC/DC变换器6连接。所述直流控制器2是含MPPT算法的DC/DC变换器。所述双向DC/DC变换器6是能够双向控制电流流通的直流变换器，实现蓄电池7 充放电动作。系统中各部件的主要作用通过光伏供电组件1将太阳能转化为直流电；通过直流控制器2将光伏供电组件1转化的直流电进行MPPT算法后的直流电流入直流母线8 ；通过逆变器组件3将直流母线8内的直流电转化为交流电；通过主控计算机4监测光伏供电组件1的输出功率和各组蓄电池7容量状况，通过控制MPPT算法实现蓄电池7的充电或放电状态；通过双向DC/DC变换器6实现蓄电池7充放电动作。在光伏电池运行于最大功率点的前提下，本系统所要达到的技术效果是 1)规定负载的最高限值，保证蓄电池7能完成晚间或阴天的单独供电。 2)充电时，同时调节光伏工作点跟踪直流控制器组件2和双向DC/DC变换器6，由其动态地确定需充电蓄电池7的个数；3)放电时，同样要判断光伏输出功率和负载功率的最大差，以此来确定参加放电的蓄电池7的个数；4)充放电都要维持蓄电池7的最佳充放电模式。 系统充放电流程图如图2所示。充放电之前，主控计算机4将满荷电和已被开启充放电的蓄电池7从荷电量序列中去掉；然后按照各个蓄电池荷电量多少对其余电池进行排列，将荷电量不满且缺量最多的蓄电池7作为第一个充电的电池，然后依次确定充电次序。主控计算机4先从第一个荷电量不满且缺量最多的蓄电池7开始充电，即先将第一个蓄电池7与双向DC/DC变换器6 —起进行协调控制。当第一个双向DC/DC变换器6的充电电流达到其蓄电池7的最佳充电电流时，转入保护充电模式，对其开始进行恒流充电。 在蓄电池7端电压达到浮充模式时，转为恒压保护充电，并对过充电压值进行温度补偿，直至充满。然后按照上述所说方法开启第二个双向DC/DC变换器6，将其添加到被控制队列中，依次类推。主控计算机组件4协调各个双向DC/DC变换器6，使其都尽可能处于最佳充电模式下，并尽可能将先充电的蓄电池7充满。放电时与充电相似，实时计算输入输出功率之差，并以此计算出需放电的蓄电池7的个数，计算时以单个蓄电池7的最佳放电电流为条件。放电顺序与充电相同，先从荷电量最大的蓄电池7开始放电，以防荷电量小的个体电池完全放电后得不到及时再充。当输入输出功率之差减小时，以相反的顺序断开充放电单元。当所有蓄电池7端电压到达设置的放电终止电压后，立刻停止放电，避免发生过放 H1^ ο权利要求1.一种应用于光伏产业的电池管理系统，包括光伏供电组件、直流控制器、逆变器，所述直流控制器与光伏供电组件、逆变器电连接，其特征在于所述直流控制器的正、负输出端分别与直流母本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：严红日，杨孙龙，冯士芬，
申请(专利权)人：合肥聚能新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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