[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

说明书

一种有效利用光伏发电混合储能容量的控制方法，涉及光伏发电技术领域，它包括下述内容：（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直流母线电压外环和蓄电池电压电流内环的三闭环控制。本发明可提高蓄电池和超级电容容量的利用率，降低成本，增强光伏产业竞争力。

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，具体的涉及有效利用光伏发电混合储能容量的控制方法。

背景技术

随着世界能源短缺问题的日益严重，太阳能作为公认的可替代能源得到了越来越广泛的应用，其中太阳能光伏发电成为主流。作为环境友好型可再生能源光伏产业要保持快速发展，就要提高转换效率、降低成本，增强全产业链竞争力。

光伏系统中电源由气候、温度、时间、经纬度等因素影响的不稳定性，使其储能装置具有不同于其他系统的特殊性与重要性。蓄电池充放电速度慢，时间长，循环使用寿命短，能量密度高；超级电容充放电速度快，时间短，循环使用寿命长，能量密度低。两者互补，作为光伏系统的储能装置最合适不过了。

蓄电池充电存在过充、析气、充电速度慢、充电时间长及使用寿命短等问题，尽管超级电容可以互补蓄电池的不足，减少蓄电池充放电次数，但蓄电池充电控制方法不当会直接影响到光伏系统的转换效率和系统成本。如何控制蓄电池的充放电，提高系统的可靠性及系统效率和延长蓄电池使用寿命是设计蓄电池充放电控制要解决的问题。常规充电无法遵循蓄电池的固有充电曲线，不能根据工作环境的变化作出调整，一旦产生极化现象，对电池极板损害很大，或是考虑到蓄电池极化而导致充电时间更长，能源利用率低，蓄电池容量也没得到更好的利用。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种有效利用光伏发电混合储能容量的控制方法，实现光伏系统直流母线电压波动小，储能装置充放电速度快，使用寿命长的目的，使混合储能装置的容量得到有效利用，降低光伏系统成本。

为实现以上目的，本发明提供下述技术方案：

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）优先给超级电容充、放电，利用超级电容可无限次充、放电，无需维护的特点，减少蓄电池充、放电次数，延长蓄电池使用寿命。

（2）蓄电池进入充、放电状态后，超级电容逐步退出充、放电，以避免超级电容充满电或放完电，节约容量等待下一次直流母线电压波动。

（3）超级电容充、放电控制采用母线电压外环和超级电容电压内环的双闭环控制，维持直流母线电压稳定，保证充、放电电流不超过超级电容可承受的最大电流。

（4）蓄电池充、放电控制采用直流母线电压外环和蓄电池电压内环、蓄电池电流内环的三闭环控制，维持直流母线电压稳定，控制蓄电池过放与析气。

所述蓄电池充电采用脉冲充电方法；

所述脉冲充电方法包括下述内容：

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主要作用 ，蓄电池电压内环不起作用，此时蓄电池有能力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（0.5~1s）时间的负脉冲放电，使蓄电池电压下降，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，直到充电时间间隔和放电时间间隔相同；

C.蓄电池充满，脉冲充电已充不进去，进入恒压控制的小电流浮充阶段，蓄电池电压内环起主要作用。