CN106803670B - 低成本的风光柴储直流微网蓄电池充电控制系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种低成本的风光柴储直流微网蓄电池充电控制系统，蓄电池直接与直流母线连接；本系统包括用于将蓄电池的实时电压和预设的蓄电池充电电压相比较从而进行PI调节和限幅的外环调节器、用于将外环调节器输出的信号与蓄电池的实时电流相比较从而进行PI调节和限幅的内环调节器、用于利用内环调节器的结果控制柴油发电机转速的转速控制器。本发明直接通过调节柴油发动机的转速来控制柴油发电机输出的充电电压，省去了充电控制变换器，节约了硬件资源，成本更低。

Description

低成本的风光柴储直流微网蓄电池充电控制系统及方法
技术领域
本发明属于直流微网系统领域，具体涉及一种低成本的风光柴储直流微网蓄电池充电控制系统及方法。
背景技术
随着可再生能源技术的不断发展，对于风、光等自然能源的开发利用已日趋成熟。基于风光柴储的直流微网系统的应用也越来越多。直流微网是采用直流配电方式、通过公共直流母线将分布式电源连接起来的可控系统。与交流微网相比，直流微网不需要对相位和频率进行控制，减少了能量变换环节，控制简单可靠。
对于传统的风光柴储直流微网而言，蓄电池通常通过一个双向变换器与母线并接，由此实现其充放电控制，系统运行过程中需要动态调整主电源来控制能量分配，比如当可再生能源充足时，蓄电池将作为负荷，此时可再生能源作为主电源将工作在电压源模式来维持母线电压稳定；当可再生能源不足时，蓄电池将作为主电源维持母线电压稳定，此时可再生能源控制切换为最大功率输出控制模式。当蓄电池电量过低时，则启动备用电源柴油发电机为蓄电池充电，同时维持本地负荷的正常运作。在蓄电池的充放电过程中，需要通过双向变化器来实现能量的双向流动，这无疑增加了系统的硬件成本以及运行可靠性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种低成本的风光柴储直流微网蓄电池充电控制系统及方法，
本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种低成本的风光柴储直流微网蓄电池充电控制系统，其特征在于：蓄电池直接与直流母线连接；本系统包括用于将蓄电池的实时电压和预设的蓄电池充电电压相比较从而进行PI调节和限幅的外环调节器、用于将外环调节器输出的信号与蓄电池的实时电流相比较从而进行PI调节和限幅的内环调节器、用于利用内环调节器的结果控制柴油发电机转速的转速控制器。
一种风光柴储直流微网系统，其特征在于：它包括分布式电源、蓄电池、柴油发电机、直流母线、直流负荷、中央控制器和所述的低成本的风光柴储直流微网蓄电池充电控制系统；其中，分布式电源和柴油发电机分别通过电压调理电路连接至直流母线；中央控制器用于协调分布式电源、蓄电池和柴油发电机的运转，保持直流母线电压在一定范围内。
按上述风光柴储直流微网系统，本直流微网系统还包括卸载负荷模块和由中央控制器控制的卸荷控制器。
所述的风光柴储直流微网系统的控制方法，其特征在于：当蓄电池的电压小于最小电压时，启动柴油发电机，利用低成本的风光柴储直流微网蓄电池充电控制系统控制柴油发电机的转速，直到蓄电池的电压大于或等于柴油机停机电压阈值Uth，停止柴油发电机；
当蓄电池的电压大于最大电压，启动卸载负荷模块，直到蓄电池的电压大于或等于柴油机停机电压阈值，关闭卸载负荷模块；
其中柴油机停机电压阈值小于最大电压。
本发明的有益效果为：本发明直接通过调节柴油发动机的转速来控制柴油发电机输出的充电电压，省去了充电控制变换器，节约了硬件资源，成本更低。
附图说明
图1为本发明一实施例的风光柴储直流微网系统结构图。
图2为本发明一实施例的蓄电池充电控制系统结构图。
图3为本发明一实施例的系统工作流程图。
具体实施方式
下面结合具体实例和附图对本发明做进一步说明。
本发明提供一种低成本的风光柴储直流微网蓄电池充电控制系统，如图2所示，蓄电池直接与直流母线连接；本系统包括用于将蓄电池的实时电压和预设的蓄电池充电电压相比较从而进行PI调节和限幅的外环调节器、用于将外环调节器输出的信号与蓄电池的实时电流相比较从而进行PI调节和限幅的内环调节器、用于利用内环调节器的结果控制柴油发电机转速的转速控制器。蓄电池采用直接与母线并接的接线方式，柴油发电机输出通过三相不控整流再经电容滤波得到充电直流电压，并接到直流母线上。在给予柴油发电机固定励磁电压的基础上，对系统进行了充电的双闭环控制：外环给定蓄电池充电电压，反馈为电池电压；内环为蓄电池电流，通过外环调节器限幅环节限制蓄电池最大充电电流；通过内环限幅环节限制发电机最大转速，内环调节器输出控制转速。由此，通过调节柴油发动机转速来实现对其输出电压的调节，从而可以实现蓄电池充电控制。
一种风光柴储直流微网系统，如图1所示，它包括分布式电源、蓄电池、柴油发电机、直流母线、直流负荷、中央控制器和所述的低成本的风光柴储直流微网蓄电池充电控制系统；其中，分布式电源和柴油发电机分别通过电压调理电路连接至直流母线；中央控制器用于协调分布式电源、蓄电池和柴油发电机的运转，保持直流母线电压在一定范围内。本直流微网系统还包括卸载负荷模块和由中央控制器控制的卸荷控制器。柴油发电机、铅酸蓄电池、光伏电池、直驱风力发电机作为系统的能源设备，通过相应的变换器、控制器来协调运转，维持母线电压在一定范围内的稳定，可以直接为本地的直流负荷进行稳定供电，另外还可通过UPS逆变模块实现对交流负荷的供电。系统还配有卸荷部分，当系统产生多余能量时能通过控制卸载负荷进行消耗，维持系统能量平衡。
所述的风光柴储直流微网系统的控制方法，如图3所示，当蓄电池的电压小于最小电压时，启动柴油发电机，利用低成本的风光柴储直流微网蓄电池充电控制系统控制柴油发电机的转速，直到蓄电池的电压大于或等于柴油机停机电压阈值，停止柴油发电机；当蓄电池的电压大于最大电压，启动卸载负荷模块，直到蓄电池的电压大于或等于柴油机停机电压阈值，关闭卸载负荷模块；其中柴油机停机电压阈值小于最大电压。
因为蓄电池的电压始终与其荷电量正相关，因此可以通过对其电压的检测实现对其剩余荷电量的监控。在正常电压范围内系统正常运行时，风机以及光伏始终工作在最大功率输出模式，蓄电池的充放电由可再生能源的供给量决定。可再生能源充足时会将多余功率提供给电池充电，不足时则需要蓄电池补足负荷的缺额功率。当母线电压低于阈值时，启动柴油发电机充电，并且在电压达到柴油机停机电压阈值时停机；当母线高于时，则投入卸载负荷。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.风光柴储直流微网系统的控制方法，其特征在于：风光柴储直流微网系统包括分布式电源、蓄电池、柴油发电机、直流母线、直流负荷、中央控制器和风光柴储直流微网蓄电池充电控制系统；其中，
蓄电池直接与直流母线连接；风光柴储直流微网蓄电池充电控制系统包括用于将蓄电池的实时电压和预设的蓄电池充电电压相比较从而进行PI调节和限幅的外环调节器、用于将外环调节器输出的信号与蓄电池的实时电流相比较从而进行PI调节和限幅的内环调节器、用于利用内环调节器的结果控制柴油发电机转速的转速控制器；
分布式电源和柴油发电机分别通过电压调理电路连接至直流母线；中央控制器用于协调分布式电源、蓄电池和柴油发电机的运转，保持直流母线电压在一定范围内；
本直流微网系统还包括卸载负荷模块和由中央控制器控制的卸荷控制器；
当蓄电池的电压小于最小电压Umin时，启动柴油发电机，利用低成本的风光柴储直流微网蓄电池充电控制系统控制柴油发电机的转速，直到蓄电池的电压大于或等于柴油发电机停机电压阈值Uth，停止柴油发电机；
当蓄电池的电压大于最大电压Umax，启动卸载负荷模块，直到蓄电池的电压小于或等于柴油发电机停机电压阈值Uth，关闭卸载负荷模块；
其中柴油发电机停机电压阈值Uth小于最大电压。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023044437A1 (en) * 2021-09-17 2023-03-23 Generac Power Systems, Inc. Generator system with automatic power control

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112018879B (zh) * 2019-05-30 2022-04-08 中国移动通信集团浙江有限公司 基站用光油互补供电系统的油机控制方法、装置及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009225599A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Kawasaki Heavy Ind Ltd 電力変換装置
CN201332283Y (zh) * 2008-12-12 2009-10-21 无锡开普动力有限公司 通信基站用混合直流供电电源控制系统
CN103311918A (zh) * 2013-05-23 2013-09-18 成都乾威科技有限公司 基于变频油机的直流发电系统

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009225599A (ja) * 2008-03-18 2009-10-01 Kawasaki Heavy Ind Ltd 電力変換装置
CN201332283Y (zh) * 2008-12-12 2009-10-21 无锡开普动力有限公司 通信基站用混合直流供电电源控制系统
CN103311918A (zh) * 2013-05-23 2013-09-18 成都乾威科技有限公司 基于变频油机的直流发电系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023044437A1 (en) * 2021-09-17 2023-03-23 Generac Power Systems, Inc. Generator system with automatic power control

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