在電力系統(tǒng)中,由于存在峰谷差現(xiàn)象,在用電高峰期和低谷期,分別會導(dǎo)致電量不足和電量過剩。而在這個操作的過程中,很多能量被消耗和浪費(fèi)。另一方面,伴隨著新型可再生能源的出現(xiàn)和發(fā)展,同時也為了提高能源利用率,發(fā)展儲能技術(shù)、建立儲能電站就顯得非常重要了。而在眾多儲能電站中,蓄電池儲能電站具有不受地點(diǎn)限制、容量可調(diào)的等優(yōu)點(diǎn)。

因此,研究設(shè)計(jì)用于儲能電站的蓄電池充放電控制系統(tǒng)也顯得尤為重要。本文的主要工作如下:

(1) 儲能電站、蓄電池理論介紹課題背景、儲能的國內(nèi)外現(xiàn)狀以及蓄電池充放電控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀。通過對鉛酸蓄電池(組)的工作原理和充放電特性等的理論研究,又深入的分析了蓄電池組均衡充電以及快速充電技術(shù),最終確定并設(shè)計(jì)本課題的充放電模塊,即采用分布式結(jié)構(gòu)單體蓄電池充放電的總體結(jié)構(gòu)。對于充電方法采用可以提高充電效率和充電時間的以恒流和分段式脈沖相結(jié)合為主體的充電方法。

(2) 用于儲能電站的蓄電池充放電控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)包括對上述幾個部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、硬件電路設(shè)計(jì)和元器件選型。設(shè)計(jì)中有關(guān)蓄電池充放電過程中各個參數(shù)的采集對整個充放電控制過程起著至關(guān)重要的作用。系統(tǒng)就是主要依據(jù)這些數(shù)據(jù)來控制蓄電池充放電方式,因此也進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。對于數(shù)據(jù)采集部分,由蓄電池充放電控制模塊負(fù)責(zé)采集和整理,網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器負(fù)責(zé)將其連接的CAN總線上的蓄電池充放電控制模塊整理的數(shù)據(jù)集中起來,以供監(jiān)控中心查詢。分布式的結(jié)構(gòu)不僅提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,而且將系統(tǒng)的任務(wù)分散化,提高了系統(tǒng)的工作效率。

(3) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)整個控制系統(tǒng)進(jìn)行軟件設(shè)計(jì),包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器、蓄電池充放電控制模塊以及數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控中心的軟件開發(fā)和界面設(shè)計(jì)等。

(4) 測試和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析最后通過搭建系統(tǒng)樣機(jī),對整個系統(tǒng)進(jìn)行測試和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。將本課題采用的充放電控制和普通充放電控制進(jìn)行對比分析。

(5) 目前在儲能電氣控制部分常用的電氣元件有如下作為參考選用：