一種風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)鉛蓄電池的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 涉及蓄電池充放電技術(shù)領(lǐng)域及電子控制領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著能源的不斷枯竭，風(fēng)能、太陽(yáng)能等新能源的開(kāi)發(fā)和利用是當(dāng)今社會(huì)亟待解決 的問(wèn)題。蓄電池是風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件之一，占整個(gè)發(fā)電系統(tǒng) 成本的相當(dāng)一部分，因此，提高蓄電池的運(yùn)行效率和使用壽命至關(guān)重要。大多數(shù)蓄電池?fù)p壞 的主要原因是充放電方法不合理造成的。因此，一種好的蓄電池充放電控制策略對(duì)提高其 使用壽命和使用效率起著舉足輕重的作用，也對(duì)提高整個(gè)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行效率、降 低運(yùn)行成本有著十分重要的意義。傳統(tǒng)的蓄電池充電器除無(wú)法有效地實(shí)現(xiàn)對(duì)蓄電池的充放 電狀態(tài)監(jiān)控和智能化管理，普遍存在的問(wèn)題諸如充電電流小，充電時(shí)間長(zhǎng)，且充電過(guò)程中蓄 電池極化嚴(yán)重，W及過(guò)放電的情況，該樣就大大降低蓄電池的使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本控制系統(tǒng)中主要實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電和光伏太陽(yáng)電池板的發(fā)電能量進(jìn)行最大效率 的優(yōu)化控制，達(dá)到最大功率跟蹤得到最大效率的功能。在風(fēng)能和太陽(yáng)電池板處于不同的工 作狀態(tài)，即電源發(fā)電系統(tǒng)對(duì)蓄電池處于充電狀態(tài)時(shí)，控制系統(tǒng)通過(guò)快速的控制算法，針對(duì)電 池所處的不同容量狀態(tài)來(lái)對(duì)外部?jī)煞N電源和負(fù)載的充放電電流進(jìn)行合理控制。使充放電電 流大小和充電時(shí)間進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而提高充電效率，同時(shí)也使蓄電池得到有效保護(hù)。整個(gè) 系統(tǒng)硬件電路結(jié)構(gòu)模型如圖1所示，由H大功能模塊組成；核也控制模塊、檢測(cè)模塊、輸出 控制模塊構(gòu)成。每個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)不同的功能，通過(guò)中央控制CPU對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)工作。
[0004] 本發(fā)明提出了一種基于檢測(cè)蓄電池電壓偏差信號(hào)量所處的范圍而進(jìn)行的PID控 制和模糊控制互補(bǔ)的控制方法，該方法能夠達(dá)到改善系統(tǒng)的控制性能，準(zhǔn)確判斷電池在每 一個(gè)時(shí)刻的狀態(tài)，從而達(dá)到優(yōu)化控制保護(hù)電池和提高風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)效率的目的，其控制器 框圖如圖2所示。該控制器主要由兩部分組成；模糊控制器和PID控制器。使用PID控制器 的主要目的就是獲取到控制系統(tǒng)給定的當(dāng)前蓄電池電壓與實(shí)際電壓的差值較小時(shí)即e(f) 較小時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)輸出一個(gè)信號(hào)u(0)，該輸出信號(hào)經(jīng)過(guò)相應(yīng)處理后，就能夠控制M0S管的開(kāi) 通占空比而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的充電電流。
【附圖說(shuō)明】
[0005] 圖1為系統(tǒng)硬件電路結(jié)構(gòu)模型圖； 圖2為控制器框圖； 圖3為系統(tǒng)原理框圖； 圖4為控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0006] 當(dāng)風(fēng)機(jī)和太陽(yáng)電池板正常工作輸出時(shí)，由硬件電路對(duì)其輸出進(jìn)行有效隔離而互不 影響，其后續(xù)工作過(guò)程為：首先檢測(cè)該電壓能否達(dá)到電池的充電要求，在滿足基本充電要求 的情況下通過(guò)控制器對(duì)電池兩端的電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，在得到蓄電池準(zhǔn)確容量時(shí)分為H種 情況，通過(guò)ATmegaie微處理器的PWM模塊輸出控制充電電壓和電流對(duì)電池進(jìn)行充電，同時(shí) 單片機(jī)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)負(fù)載的工作電流和當(dāng)前蓄電池的容量來(lái)對(duì)整個(gè)風(fēng)光發(fā)電控制系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng) 態(tài)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)智能充放電控制。
[0007] 如圖2所示，其控制規(guī)律為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)鉛蓄電池的控制方法，包括鉛酸蓄電池實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)、鉛酸蓄電 池實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)、鉛酸蓄電池的剩余容量采集、電池充放電過(guò)程進(jìn)監(jiān)控及人工智能干預(yù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)鉛蓄電池的控制方法，其特征在于，采用模糊控 制和PID控制技術(shù)互補(bǔ)對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行智能控制。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)鉛蓄電池的控制方法，其特征在于，本控制系統(tǒng) 中主要實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電和光伏太陽(yáng)電池板的發(fā)電能量進(jìn)行最大效率的優(yōu)化控制，實(shí)現(xiàn)的功 能。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)鉛蓄電池的控制方法，其特征在于，通過(guò)快速的 控制算法，針對(duì)電池所處的不同容量狀態(tài)來(lái)對(duì)外部?jī)煞N電源和負(fù)載的充放電電流進(jìn)行控 制。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)鉛蓄電池的控制方法，其特征在于，每個(gè)模塊實(shí) 現(xiàn)不同的功能，通過(guò)中央控制CPU對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)工作。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于模糊控制和PID控制技術(shù)互補(bǔ)的風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)鉛蓄電池控制方法，其特征在于：通過(guò)該系統(tǒng)既可以準(zhǔn)確地獲取鉛酸蓄電池的剩余容量，又能通過(guò)模糊控制和PID控制技術(shù)互補(bǔ)對(duì)其充放電過(guò)程進(jìn)行有效地監(jiān)控和必要的基于人工智能的干預(yù)，對(duì)風(fēng)機(jī)發(fā)電和光伏太陽(yáng)電池板的發(fā)電能量進(jìn)行最大效率的優(yōu)化控制，達(dá)到最大功率跟蹤得到最大效率，電源發(fā)電系統(tǒng)對(duì)蓄電池處于充電狀態(tài)時(shí)，控制系統(tǒng)通過(guò)快速的控制算法，針對(duì)電池所處的不同容量狀態(tài)來(lái)對(duì)外部?jī)煞N電源和負(fù)載的充放電電流進(jìn)行合理控制，提高工作效率。
【IPC分類(lèi)】H02J7-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104701907
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310655524
【發(fā)明人】李小孟
【申請(qǐng)人】李小孟
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2013年12月9日