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(huì)導(dǎo)致電量不足和電量過(guò)剩。而在這個(gè)操作的過(guò)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(shí)也為了提高能源利用率,發(fā)展儲(chǔ)能技術(shù)、建立儲(chǔ)能電站就顯得非常重要了。而在眾多儲(chǔ)能電站中,蓄電池儲(chǔ)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(chǔ)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(chǔ)能電站、蓄電池理論介紹課題背景、儲(chǔ)能的國(guó)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(guò)對(duì)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(duì)于充電方法采用可以提高充電效率和充電時(shí)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(chǔ)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(duì)上述幾個(gè)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(guò)程中各個(gè)參數(shù)的采集對(duì)整個(gè)充放電控制過(guò)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(lái)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(duì)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(lái),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(gè)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(kāi)發(fā)和界面設(shè)計(jì)等。

(4) 測(cè)試和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析最后通過(guò)搭建系統(tǒng)樣機(jī),對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)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(duì)比分析。

(5) 目前在儲(chǔ)能電氣控制部分常用的電氣元件有如下作為參考選用：