[发明专利]一种有效利用光伏发电混合储能容量的控制方法

权利要求书

1.一种有效利用光伏发电混合储能容量的控制方法，包括下述内容：

（1）充电时，先给超级电容充电，后对蓄电池进行充电，蓄电池进入充电状态后，超级电容退出充电；

（2）放电时，先给超级电容放电，后对蓄电池进行放电，蓄电池进入放电状态后，超级电容退出放电；

所述超级电容充电或放电采用母线电压外环和超级电容电压内环的双闭环控制；蓄电池充电或放电采用母线电压外环、蓄电池电压内环和蓄电池电流内环的三闭环控制；所述蓄电池充电方法包括：

A.蓄电池充电电压低于预设析气电压值时，直流母线电压外环起作用，蓄电池电压内环不起作用，此时蓄电池吸收光伏系统中所有剩余能量；

B.当蓄电池充电电压等于预设析气电压值时，电压内环开始起作用，此时对蓄电池进行△t时间的负脉冲放电，蓄电池电压下降，继续以放电以前的电流充电，到蓄电池电压再次达到预设析气电压值，再进行△t时间的负脉冲放电，以此循环；

C.直到充电时间间隔和放电时间间隔相同，此时蓄电池接近充满，脉冲充电已充不进去，进入恒压控制的小电流浮充阶段，蓄电池电压内环起作用；其特征是所述母线电压外环和超级电容电压内环的双闭环控制方法包括下述内容：

（1）采样电路实时采集光伏系统直流母线电压值Udc；

（2）通过比较器将直流母线电压值Udc与预设值Udc*进行比较，获得第一差值Udc*-Udc；

（3）将第一差值Udc*-Udc输入比例积分调节器PI进行运算获得运算结果Uc*；

（4）将运算结果Uc*与采样电路实时采集的超级电容端电压Uc通过比较器进行比较，获得超级电容端电压差值Uc*-Uc；

（5）将超级电容端电压差值Uc*-Uc输入比例积分调节器PI进行运算生成脉冲波PWM，驱动第三IGBT或第四IGBT；

所述母线电压外环、蓄电池电压内环和蓄电池电流内环的三闭环控制方法包括下述内容：

（1）采样电路实时采集光伏系统直流母线电压值Udc；

（2）通过比较器将母线电压值Udc与预设值Udc*进行比较，获得第一差值Udc*-Udc；

（3）将第一差值Udc*-Udc输入比例积分调节器PI进行运算获得电压运算结果Ubatt*；

（4）将电压运算结果Ubatt*与采样电路实时采集的蓄电池端电压Ubatt通过比较器进行比较，获得第二差值Ubatt*- Ubatt；

（5）将第二差值Ubatt*- Ubatt输入比例积分调节器PI进行运算获得电流运算结果Ibatt*；

（6）将电流运算结果Ibatt*与采样电路实时采集的蓄电池电流Ibatt通过比较器进行比较，获得第三差值Ibatt*- Ibatt；

（7）将第三差值Ibatt*- Ibatt输入比例积分调节器PI进行运算生成脉冲波PWM，驱动第一IGBT或第二IGBT。

2.根据权利要求1所述的一种有效利用光伏发电混合储能容量的控制方法，其特征是蓄电池放电条件是超级电容的放电电流达到最大值且直流母线电压Udc低于给定限值Udc*-△u。

3.根据权利要求1所述的一种有效利用光伏发电混合储能容量的控制方法，其特征是蓄电池充电条件是超级电容的充电电流达到最大值且母线电压Udc高于给定限值Udc*+△u，蓄电池充电采用蓄电池脉冲充电方法。

4.根据权利要求3所述的一种有效利用光伏发电混合储能容量的控制方法，其特征是蓄电池脉冲充电方法包括下述内容：

（1）采集蓄电池端电压Ubatt；

（2）蓄电池端电压Ubatt与预设电压Ubatt*进行比较：当Ubatt≥Ubatt*时，给蓄电池△t时间的负脉冲放电；当Ubatt＜Ubatt*时，蓄电池工作在充电状态；

当蓄电池充电端电压Ubatt≥Ubatt*时，对蓄电池进行△t时间的负脉冲放电，蓄电池端电压下降，继续充电，到蓄电池电压再次达到预设析气电压值Ubatt*，再进行△t负脉冲放电，以此循环；直到充电时间△t＇和放电△t相等，此时蓄电池充满；

当蓄电池充电端电压Ubatt＜Ubatt*时，蓄电池充电，充电电流由光伏系统剩余能量大小决定；蓄电池充电过程中不断检测其端电压大小，当端电压等于或大于析气电压值时，对蓄电池进行负脉冲放电，再继续充电，以此循环，直到蓄电池充满电。

5.根据权利要求1所述的一种有效利用光伏发电混合储能容量的控制方法，其特征是蓄电池和超级电容混合充放电控制方法包括下述内容：

（1）第一次采样：对直流母线电压采样获得第一直流母线电压Udc1；

（2）第一次计算：将第一直流母线电压Udc1与预设值Udc*进行比较，并计算第一直流母线电压偏差值e1=Udc*-Udc1；

（3）第一次比较：将第一直流母线电压偏差值e1与直流母线电压偏差预设值△u进行比较；

当第一直流母线电压偏差值e1＜-△u时，超级电容为充电状态；重复步骤（1）、（2）、（3）；进行第二次采样获得第二直流母线电压Udc2，进行第二次计算获得第二直流母线电压偏差值e2=Udc*-Udc2；第二次比较判断：当e2＜-△u时，蓄电池工作在充电状态；否则，蓄电池不工作；

当直流母线电压偏差值-△u≤e1≤△u时，超级电容和蓄电池组均不工作；

当直流母线电压偏差值e1＞△u时，超级电容为放电状态；重复步骤（1）、（2）、（3）；进行第二次采样获得第二直流母线电压Udc2，进行第二次计算获得第二直流母线电压偏差值e2=Udc*-Udc2；第二次比较判断：当e2＞△u时，蓄电池工作在放电状态；否则，蓄电池不工作。