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发布时间:2020-08-07 03:10 点击数:

  BOB体育官网登录:总认为人生只要相遇。太阳能光伏发电体例道理与操纵技艺第5章 限制器_小儿读物_小儿教诲_教诲专区。太阳能光伏发电体例道理与操纵技艺第5章 限制器

  第5章 光伏限制器 第5章 光伏限制器 光伏限制器 5。1 光伏限制器概述 5。1。1 光伏限制器的基础观念 光伏限制器是对光伏发电体例举行打点和限制的修造。 光伏限制器苛重由电子元器件、仪外、继电器、开闭等 构成。 基础道理:限制器通过检测蓄电池的电压或荷电状况,判 断蓄电池是否依然抵达过充电点或过放电点,并遵照检测结 果发出不停充、放电或终止充、放电的指令,杀青控修制 用。 基础用意:偏护蓄电池 ;平均光伏体例能量 ;显示体例 劳动状况 。 5。1 光伏限制器概述 5。1。2 光伏限制器的苛重功用 正在太阳能光伏发电体例中,限制器是扫数体例的中心部 件。为了伸长蓄电池的寿命,必需对它过放电、过充电、 深度充电、负载过流和反充电等情状加以束缚。正在温差较 大的地域,职能优异的限制器应具备温度赔偿功用,同时 能遵守负载的电源需求来限制太阳能电池和蓄电池对负载 电能的输出。 5。1 光伏限制器概述 5。1。2 光伏限制器的苛重功用 (1)具有输入充满断开和复原毗邻功用,程序打算的蓄 电池电压值为12V时,充满断开和复原毗邻的参考值为: ①启动型铅酸电池:充满断开为15。0~15。2V,复原毗邻 为13。7V; ②固定型铅酸电池:充满断开为14。8~15。0V,复原毗邻 为13。5V; ③密封型铅酸电池:充满断开为14。1~14。5V,复原毗邻 为13。2V。 (2)具有对蓄电池充放电打点和最优充电限制功用。 5。1 光伏限制器概述 (3)修造偏护功用:防卫太阳能电池板或电池方阵、蓄 电池极性反接的电途偏护;防卫负载、限制器、逆变器和 其它修造内部短途偏护;防卫夜间蓄电池通过太阳能电池 组件反向放电偏护;防雷击惹起的击穿偏护。 (4)温度赔偿功用(仅实用于蓄电池充满电压):大凡 蓄电池的温度赔偿系数为?(3~5)mV/(℃?cell)。 (5)光伏发电体例的百般劳动状况显示功用:苛重显示 蓄电池(组)电压、负载状况、电池方阵劳动状况、辅助电源 状况、境遇温度状况、阻滞报警等。 发光二极管颜色判决:绿色,劳动平常;黄色,蓄电池 电能亏空;赤色,蓄电池电能急急亏空,主动断开负载。 5。1 光伏限制器概述 (6)直流负载,限制器还能够有稳压功用,为负载供应 太平的直流电。 (7)光伏体例数据及消息储蓄功用。 (8)光伏体例遥测、遥控、遥信等。 5。2 光伏限制器的基础道理 5。2。1蓄电池充电限制基础道理 1。铅酸蓄电池充电特色 铅酸蓄电池充电特色如图5-1弧线所示。蓄电池充电历程有3个阶段: 初期(OA),电压敏捷上升;中期(AC),电压迂缓上升,延续较长时 间;C点为充电末期,电压发轫敏捷上升,迫近D点时, 标记着蓄电池 已充满电,应住手充电。 图5-1铅酸蓄电池充电特色弧线 光伏限制器的基础道理 2。通例过充电偏护道理 根据D点的电压为蓄电池已充满标记这一道理,正在限制器 中创立电压衡量和电压较量电途,通过对D点电压值的监 测,即可判决蓄电池是否应解散充电。 ?对付启齿式固定型铅酸蓄电池,程序状况(25℃,0。1C 充电率)下的充电终止电压(D点电压)约为2。5V/单体; ?对付阀控密封式铅酸蓄电池,程序状况(25℃,0。1C充 电率)下的充电终止电压约为2。35V/单体。 正在限制器中较量器创立的D点电压,称为“门限电压”或 “电压阈值”。蓄电池的充满点寻常设定正在2。45~2。5V/单 体(固定式铅酸蓄电池)和2。3~2。35V/单体(阀控密封式 铅酸蓄电池)。 5。2 光伏限制器的基础道理 3。铅酸蓄电池充电温度赔偿 温度赔偿目标:保障蓄电池被充满同时又不会发作水的 豪爽瓦解。 限制用具有对蓄电池充满门限电压举行主动温度赔偿的 功用。温度系数寻常为单只电池?(3~5) mV/℃ (程序要求为 25℃),即当电解液温度(或境遇温度)偏离程序要求时, 每升高1℃,蓄电池充满门限电压依照每只单体电池向下调 整3~5mV;每降低1℃,蓄电池充满门限电压依照每只单 体电池向上安排3~5mV。 5。2 光伏限制器的基础道理 5。2。2 蓄电池过放电偏护基础道理 1。铅酸蓄电池放电特色 铅酸蓄电池放电特色如图5-2弧线所示。蓄电池放电历程有3个阶段: 发轫(OE)阶段,电压降低较疾;中期(EG),电压迂缓降低,延续较长 期间;放电电压降到G点后,电压快速降低。 标记蓄电池已迫近放电终 了,应立刻住手放电。 图5-2铅酸蓄电池放电特色弧线 光伏限制器的基础道理 2。通例过放电偏护道理 根据G点的电压标记放电终止这一道理,正在限制器中创立 电压衡量和电压较量电途,通过监测出G点电压值,即可判 断蓄电池是否应解散放电。 ?对付启齿式固定型铅酸蓄电池,程序状况(25℃,0。1C 放电率)下的放电终止电压(G点电压)为1。75~1。8V/单体; ?对付阀控密封式铅酸蓄电池,程序状况(25℃,0。1C放 电率)下的放电终止电压为1。78~1。82V/单体。 正在限制器中较量器创立的G点电压,称为“门限电压”或 “电压阈值”。 5。2 光伏限制器的基础道理 3。蓄电池节余容量限制法 蓄电池的利用寿命受其荷电状况影响极大。 图5-3蓄电池轮回寿命与 放电深度(DOD)的闭联 5。2 光伏限制器的基础道理 3。蓄电池节余容量限制法 节余容量限制法,指的是蓄电池正在利用历程中(处于放 电状况时),限制体例随时检测蓄电池的节余容量 (SOC=1?DOD),并遵照蓄电池的荷电状况SOC主动安排负 载的巨细或安排负载的劳动期间,使负载与蓄电池节余容 量相结婚,以确保蓄电池节余容量不低于设定值(如50%), 从而偏护蓄电池不被过放电。 节余容量限制法的闭节:切确衡量蓄电池的节余容量。 蓄电池节余容量的检测本领: ?电液比重法,实用于启齿式铅酸蓄电池 ; ?开途电压法,开途电压与SOC闭联繁复; ?内阻法,必需测出蓄电池的内阻-容量弧线 光伏限制器的基础道理 3。蓄电池节余容量限制法 ?征战蓄电池节余容量的数学模子限制,通用性好,可正在 线衡量蓄电池的节余容量,杀青对蓄电池放电历程的有用 限制。 ?还能够将负载分成分别的品级,限制器遵照蓄电池的剩 余容量状况安排负载的功率或保障优先用电的负载,也可 以抵达同样的目标。 外5-1 太阳能途灯体例正在蓄电池分别SOC情状下对途灯劳动期间的安排 蓄电池的节余 容量/% 负载劳动期间/h 蓄电池的节余 容量/% 负载劳动期间 /h SOC90% 70%SOC90% 12 8 50%SOC70% 10%SOC50% 6 4 5。3 蓄电池充、放电技艺 5。3。1 VRLA蓄电池充电器 1。充电器的职能 恒压恒流分段式充电技艺,对VRLA蓄电池举行最优充 电,充电电流的纹波尽或许小,才调伸长VRLA蓄电池的寿 命。 增大充电器的功率:利益是能够餍足分别VRLA蓄电池配 置调理充电电流的哀求,弱点是铺张本钱。 模块化打算充电器,采用分别数目标模块装备,可杀青 并联、均流充电,既可俭朴本钱,又可餍足分别的光伏发 电体例限制哀求。 5。3 蓄电池充、放电技艺 2。均浮充功用 蓄电池正在平常利用历程中,会发作端电压、内阻的转变 不屈衡情状。 均浮充是正在必然期间内,降低充电电压,对VRLA蓄电池 单位举行充电,使各VRLA蓄电池单位都抵达平衡相仿的状 态,起到活化VRLA蓄电池的目标,从而极大地伸长VRLA 蓄电池寿命。 均、浮充转换技艺是遵照对蓄电池充电电流的检测及蓄 电池容量情状的判决,主动举行蓄电池均、浮充转换。为 此哀求装备的充电用具有均、浮充主动转换功用,以降低 光伏发电体例的可用性。 5。3 蓄电池充、放电技艺 3。保障VRLA蓄电池组匀称性 光伏发电体例要尽或许选用匀称性好的VRLA蓄电池组。 另外,正在VRLA蓄电池运转历程中,要遵照单体VRLA蓄电 池电压来判决VRLA蓄电池组的匀称性,实时调动失效的 VRLA蓄电池。 5。3 蓄电池充、放电技艺 4。VRLA蓄电池运转温度 图5-4为GFM系列蓄电池的放电容量与温度的闭联弧线为GFM系列蓄电池正在分别劳动境遇温度下的利用寿 命弧线 蓄电池充、放电技艺 5。3。2 VRLA蓄电池充电限制技艺 蓄电池充电限制技艺苛重有: 1。主充、均充、浮充各阶段的主动转换 目前,VRLA蓄电池苛重采用主充、均充、浮充三阶段充 电本领,充电各阶段的主动转换本领有: (1)期间限制,即预先设定各阶段充电期间,由期间继 电器或CPU限制转换期间。单纯, 限制较量约略。 (2)设定转换点的充电电流或VRLA蓄电池端电压值, 当本质电流或电压值抵达设定值时,即主动转换。 (3)容量限制,采用积分电途正在线监测蓄电池的容量, 当容量抵达必然值时,则发出限制信号变动充电电流。控 制电途较量繁复,但限制精度较高。 5。3 蓄电池充、放电技艺 2。充电水平判决 对蓄电池举行充电时,必需随时判决蓄电池的充电程 度,以便限制充电电流的巨细。判决充电水平的本领: (1)瞻仰蓄电池去极化后的端电压转变。寻常来说,正在 充电初始阶段,蓄电池端电压的转变率很小;正在充电的中 间阶段,蓄电池端电压的转变率很大;正在充电末期,端电 压的转变率极小。尤此,判决蓄电池所处的充电阶段。 (2)检测蓄电池的本质容量值,并与其额定容量值举行 较量,即可判决其充电水平。 (3)检测蓄电池的端电压。当蓄电池端电压与其额定值 相差较大时,诠释处于充电初期;当两者差值很小时,说 明已迫近充满。 5。3 蓄电池充、放电技艺 3。停充限制 当VRLA蓄电池填塞电后,必需当令堵截充电电流停充。 限制器必需随时监测VRLA蓄电池的充电处境,保障蓄电池 填塞电而又不外充电。苛重的停充限制本领: (1)准时限制 准时限制采用恒流充电法,VRLA蓄电池所需充电期间可 遵照VRLA蓄电池容量和充电电流的巨细来确定,是以只消 预先设定好充电期间,期间一到,准时器即可发出信号停 充或转为浮充电。准时器可由期间继电器或由微管理器承 担其功用。这种本领单纯,但充电期间不行遵照VRLA蓄电 池充电前的状况而主动安排,是以本质充电时,或许会出 现有时欠充、有时过充的景色。 5。3 蓄电池充、放电技艺 (2)VRLA蓄电池温度限制 VRLA蓄电池温度正在平常充电时转变并不清楚,不过,当 VRLA蓄电池过充时,其内部气体压力将迟缓增大,负极板 上氧化响应使内部发烧,温度迟缓上升(每分钟可升高几 摄氏度)。是以,瞻仰VRLA蓄电池温度的转变,即可判决 VRLA蓄电池是否依然充满。大凡采用两只热敏电阻区别检 测VRLA蓄电池温度和境遇温度,当两者温差抵达必然值 时,即发出停充信号或转为浮充电。因为热敏电阻动态响 应速率较慢,故不行实时、切确地检测到VRLA蓄电池的满 充状况。 5。3 蓄电池充、放电技艺 (3)VRLA蓄电池端电压负增量限制 VRLA蓄电池填塞电后,其端电压将映现降低趋向,据此 可将VRLA蓄电池电压显露负增加的时辰行动停充时辰。与 温度限制法比拟,这种本领反应速率疾,另外,电压的负 增量与电压的绝对值无闭,是以这种停充限制本领可适当 于具有分别单格VRLA蓄电池数的VRLA蓄电池组。此本领 的弱点是寻常的检测器智慧度和牢靠性不高,同时,当环 境温度较高时,VRLA蓄电池填塞电后电压的减小并不明 显,于是难以限制。 5。3 蓄电池充、放电技艺 (4)极化电压限制 大凡情状下VRLA蓄电池的极化电压显露正在蓄电池恰巧充 满后,寻常正在50~100mV数目级,衡量每个单格VRLA蓄电 池的极化电压,对充电历程举行限制,可使每个VRLA蓄电 池都充电到它自己所哀求的水平。利益呈现正在: ①不需温度赔偿; ②蓄电池不需连绵浮充电,蓄电池间连线侵蚀削减; ③分别型号和利用情状分别的蓄电池可组成一组利用; ④能够任性增加VRLA蓄电池以便扩容; ⑤可使VRLA蓄电池的利用寿命迫近或抵达打算寿命。 5。3 蓄电池充、放电技艺 VRLA蓄电池充电技艺的改良,有利于缩短充电期间、提 高欺骗效劳、伸长利用寿命、消重能耗、削减境遇污染, 具有优异的经济效益和社会效益。 脉冲充电、脉冲放电去极化充电法是一种较好的敏捷充 电本领,杀青这一本领的最佳装备是高频开闭充电电源。 VRLA蓄电池充放电的期间、速率、水平等都邑对VRLA 蓄电池的充电效劳和利用寿命爆发急急影响,是以正在对 VRLA蓄电池举行充、放电时,必需服从以下规则: ①避免VRLA蓄电池充电过量或充电亏空; ②限制放电电流值; ③避免深度放电; ④防备境遇温度的影响。 5。3 蓄电池充、放电技艺 5。3。3 VRLA蓄电池温度赔偿技艺 1。影响VRLA蓄电池容量的两个要紧成分 (1)温度 境遇温度的升高,虽使容量有所推广,但高温又使VRLA 蓄电池板栅侵蚀剧增,急急地阻难着电极响应,消重了容 量的推广。 (2)浮充电压 VRLA蓄电池浮充电压过高或充电电流过大,会使正极的 析氧量推广,VRLA蓄电池内部压力升高。正在变成气泡的过 程中,气压猛烈挫折PbO2,使活性物质与板栅维系力变 坏,以至零落。 温度和浮充电压的转变都给VRLA蓄电池带来急急危机。 5。3 蓄电池充、放电技艺 开垦和完满蓄电池的温度赔偿技艺:VRLA蓄电池必需与 具有温度赔偿功用的智能开闭式充电电源配套利用,以提 高VRLA蓄电池的牢靠运转程度。 当采用VRLA蓄电池温度赔偿功用后,浮充电压安定衡电 压都依照以下方程式举行订正: Utc= Un?Tc?N(T?20) (5-1) 式中, Utc为经温度赔偿后的电压;Un为未经赔偿的电压; Tc为创立的温度赔偿系数(单元为用mV/℃);N为每组 VRLA蓄电池的数值,对付48V体例N为24,24V体例N为 12;T为温度传感器指示的温度(单元为℃)。 5。3 蓄电池充、放电技艺 2。 VRLA蓄电池充电打点本领 因为分别公司分娩的VRLA蓄电池充电特色、温度赔偿 系数值分别,是以,正在充电器的打算上哀求也有所分别: 正在充电器的EEPROM中,存储了常用厂家VRLA蓄电池品 牌的均充电压、浮充电压、最大充电电流值和温度赔偿系 数等数据,以便安排利用。倘若境遇温度转变较大,需用 温度赔偿系数举行赔偿(?3mV/℃),以安排充电电压值。不 同境遇温度的浮充电压值睹外5-2。 境遇温度/℃ 单体蓄电池电 压/V 外35 5-2 分别境遇温度的浮充电压值 30 25 20 15 10 5 2。21 2。23 2。25 2。26 2。28 2。30 2。32 5。4 光伏限制器的电途道理 5。4。1光伏限制器的分类 光伏限制器按电途形式的分别分为并联型、串联型、脉 宽调制型、众途限制型、两阶段双电压限制型和最大功率 跟踪型;按电池组件输入功率和负载功率的分别可分为小 功率型、中功率型、大功率型及专用限制器(如草坪灯控 制器)等;按放电历程限制形式的分别,可分为通例过放 电限制型和节余电量(SOC)放电全历程限制型。对付应 附带有主动数据采撷、数据显示和长途通讯功用的限制 器,称之为智能限制器。 5。4 光伏限制器的电途道理 5。4。2光伏限制器的电途道理 光伏限制器通过检测蓄电池正在充放电历程中的电压或荷 电状况,判决蓄电池是否依然抵达过充电点或过放电点, 并遵照检测结果发出不停充、放电或终止充、放电的指 令,杀青限制用意。 5。4 光伏限制器的电途道理 1。光伏限制器的基础电途 道理框图如图5-6所示。苛重由太阳能电池组件、限制电 途及限制开闭、蓄电池和负载构成。 图5-6 光伏限制器基础电途框图 5。4 光伏限制器的电途道理 2。并联型限制器电途道理 图5-7是单途并联型充放电限制器电途道理图。VD1是防 反充电二极管,VD2是防反接二极管,T1和T2都是开闭: T1是限制器充电回途中的开闭; T2为蓄电池放电开闭;Bx 是保障丝;R是泄荷负载。 图5-7 单途并联型充放电限制器电途道理图 5。4 光伏限制器的电途道理 3。串联型限制器电途道理 单途串联型充放电道理如图5-8所示。 串联型限制器T1是串联正在充电回途中。当蓄电池电压大 于充满堵截电压时,断开,太阳电池不会对蓄电池充电, 起到过充电偏护用意。 图5-8 单途串联型限制器电途道理图 5。4 光伏限制器的电途道理 检测限制电途图: 对蓄电池的电压随时举行取样检测,并遵照检测结果利 用带回差限制的运算放大器与充电、过放基准电压较量, 向过充电、过放电开闭器件发出接通或闭断的限制信号。 图5-9 单途串联型限制器电途道理图 5。4 光伏限制器的电途道理 4。PWM限制器电途道理 以脉冲形式开闭光伏组件的输入,当蓄电池慢慢趋势充 满时,跟着其端电压的慢慢升高,PWM电途输出脉冲的频 率和期间都发作转变,使开闭器件的导通期间伸长、间隔 缩短,充电电流慢慢趋近于零。 图5-10 脉宽调制型(PWM)限制器电途道理图 5。4 光伏限制器的电途道理 5。众途限制器电途道理 众途限制器寻常用于kW级以上的大功率光伏发电体例, 将太阳能电池方阵分成众个岔途接入限制器按递次限制。 图5-11 众途限制器的电途道理图 5。4 光伏限制器的电途道理 6。智能限制器电途道理 智能型限制器采用CPU或MCU等微管理器对太阳能光伏 发电体例的运转参数举行高速及时采撷,并依照必然的控 制法则由单片机内打算的秩序对单途或众途光伏组件举行 堵截与接通的智能限制。BOB体育官网登录地址 图5-12 智能型限制器电途道理图 5。4 光伏限制器的电途道理 7。最大功率点跟踪型限制器 太阳能电池方阵的最大功率点会跟着太阳辐照度和温度 的转变而转变,而太阳能电池方阵的劳动点也会跟着负载 电压的转变而转变,如图5-13所示 图5-13最大功率跟踪限制 5。4 光伏限制器的电途道理 最大功率点跟踪型限制器的道理是将太阳能电池方阵的 电压和电流检测后相乘取得的功率,判决太阳能电池方阵 此时的输出功率是否抵达最大,若不正在最大功率点运转, 则安排脉冲宽度、调制输出占空比、变动充电电流,再次 举行及时采样,并做出是否变动占空比的判决。 最大功率跟踪型限制器的用意:通过直流变换电途和寻 优跟踪限制秩序,无论太阳辐照度、温度和负载特色何如 转变,永远使太阳能电池方阵劳动正在最大功率点左近,充 分施展太阳能电池方阵的出力,这种本领被称为“最大功 率点跟踪”,即MPPT (Maximum Power Point Tracking)。 同时,采用PWM调制形式,使充电电流成为脉冲电流,以 削减蓄电池的极化,降低充电效劳。 5。4 光伏限制器的电途道理 从图5-13所示太阳能电池阵列的P-U弧线能够看出,弧线 以最大功率点处为界,分为掌握两侧。当太阳能电池劳动 正在最大功率点电压右边的D点时,因离最大功率点较远,可 以将电压值调小,即功率推广;当太阳能电池劳动正在最大 功率点电压左边时,若电压值较小,为了取得最大功率, 能够将电压值调大。 5。4 光伏限制器的电途道理 太阳能电池组件的光电流与辐照度(100~1000W/m2) 成正比;正在温度固定的要求下,当辐照度正在400~1000 W/m2范畴内转变,太阳能电池组件的开途电压基础坚持恒 定。是以,taoyiliang。com太阳能电池组件的功率与辐照度也基础成正 比,如图5-14所示。 图5-14 辐照度对光电流、光 电压和组件峰值功率的影响 5。4 光伏限制器的电途道理 ?恒压限制法( CVT) 从图5-14可知,太阳能电池组件的最大功率点随太阳辐 照度的转变映现一条笔直线,即坚持正在统一电压程度上。 是以,能够采用恒压限制(Constant Voltage Tracking, CVT)来代庖最大功率点跟踪(MPPT),这种方法子只需求 保障太阳能电池方阵的恒压输出即可,大大简化了限制系 统,适合大大都光伏发电体例。 境遇温度转变较大的场所差错较大。太阳能电池组件最 大功率点随温度转变较大。 5。4 光伏限制器的电途道理 ?改良恒压限制法 太阳能电池组件最大功率点随温度转变(图5-15 )。 改良CVT法,即依旧采用恒压限制,但推广温度赔偿。 正在恒压限制的同时监督太阳能电池组件的结温,对付分别 的结温,安排到相应的恒压限制点即可。 图5-15 温度对太阳能电池 组件最大功率点电压的影响 5。4 光伏限制器的电途道理 太阳能电池行动一种直流电源,与负载的结婚有三品种 型: ?电压接纳型负载是蓄电池,它是与太阳能电池方阵直 接结婚最好的负载类型。太阳能电池电压随温度的转变大 约惟有0。4%/℃(电压随太阳辐照度的转变就更小),基础 能够餍足蓄电池的充电哀求。蓄电池充满电压到放电终止 电压的转变大约从?25%到?10%,倘若直接毗邻,失配损 失大约均匀为20%。采用MPPT跟踪限制,将使云云的匹 配亏损削减到5%。 5。4 光伏限制器的电途道理 ?楷模的电流接纳型负载是带有恒定转矩的死板负载 (如活塞泵)的直流永磁电机。太阳辐照度恒准时太阳能 电池方阵与直流电机有较好的结婚,但当太阳辐照度转变 时,将这类负载直接与太阳能电池方阵毗邻的失配亏损会 很大,由于太阳辐照度与光电流成正比。采用MPPT跟踪 限制将会减小失配亏损,有用降低体例的能量传输效劳。 ?纯阻性负载与太阳能电池方阵的直接结婚特色是最差 的。 5。4 光伏限制器的电途道理 杀青CVT或MPPT的电途大凡采用斩波器来实行直流/直 流变换。斩波器电途分为降压型变换器(BUCK电途)和升压 型变换(BOOST电途)。 (1)BUCK电途 图5-16所示为BUCK电途道理。 BUCK降压斩波电途本质上是一种电流提拔电途,苛重 用于驱动电流接纳型负载。直流变换是通过电感来杀青的。 图5-16 BUCK电途道理 5。4 光伏限制器的电途道理 使开闭K坚持振荡,振荡周期T=Ton+Toff,当K接通时 diL Ui ? Uo ? L dt 假设Ton期间足够短,Ui和Uo坚持恒定,于是 iL (Ton ) ? iL (0) ? Ui ? Uo Ton L 正在开闭K接通时代,电感储蓄能量: 1 2 L ? iL (Ton ) 2 5。4 光伏限制器的电途道理 当K断开时,电感通过二极管VD将能量开释到负载, diL Uo ? ?L dt 假设Toff期间足够短,Uo坚持恒定,于是 L 稳态要求能够写成:iL(0)= iL(Ton+Toff),于是 Ton U oToff (U i ? U o ) ? , L L U iTon Uo ? Ton ? Toff iL (Ton ? Toff ) ? iL (Ton ) ? ? U oToff 取得:UoUi。 5。4 光伏限制器的电途道理 由于流过电感的电流iL不或许是负的,连绵传导要求为: iL(0)0,于是 U oToff ? ?iL (Ton ) L 取得 Toff ? L ? iL (Ton ) Uo 图5-17呈现了BUCK变换器的输出电流转变。 图5-17 BUCK变换器 的输出电流转变 5。4 光伏限制器的电途道理 对付给定的振荡周期,适宜安排Ton就能够安排变换器的 输入电压Ui等于大阳能电池方阵的最大功率点电压。 BUCK电途的均匀负载电流IL为 1 T U oToff I L ? ? iL dt ? iL (Ton ) ? T 0 2L BUCK电途中的2只电容器的用意是削减电压摇动,从而 使输出电流取得提拔并尽或许光滑。 5。4 光伏限制器的电途道理 (2)BOOST电途 图5-18所示为BOOST电途道理。 BOOST升压斩波电途苛重用于太阳能电池方阵对蓄电池 充电的电途中。直流变换也是通过电感来杀青的。 图5-18 BOOST电途道理 5。4 光伏限制器的电途道理 使开闭K坚持振荡,振荡周期T=Ton+Toff,当K接通时 diL Ui ? Uo ? L dt 假设Ui 正在Ton期间内坚持恒定,电流转变能够写成 U i ? Ton iL (Ton ) ? iL (0) ? L 正在开闭K接通时代,电感储蓄能量: 1 2 L ? iL (Ton ) 2 5。4 光伏限制器的电途道理 当K断开时,电感通过二极管VD将能量开释到负载, diL Ui ?Uo ? L dt 假设Toff期间足够短,使Ui 和Uo坚持恒定,于是 i (T ? T ) ? i (T\ ) ? (U ? U )T / L L on off L on i o off 稳态要求能够写成:iL(0)= iL(Ton+Toff),于是 U iTon Toff U i (Ton ? Toff ) ? ?(U i ? U o ) Uo ? L L Toff 取得:UoUi。 结论:对付给定的振荡周期,适宜安排Ton就能够安排变 换器的输入电压Ui,使其处于太阳能电池方阵的最大功率 点电压。 5。4 光伏限制器的电途道理 (3)MPPT限制的杀青 无论采用哪一种斩波器(BUCK或BOOST),都一定要有 闭环电途限制,用于限制开闭K的导通和断开,从而使太 阳能电池方阵劳动正在最大功率点左近。 \ ?对付CVT或带温度赔偿的CVT,只需求将太阳能电池 方阵的劳动电压信号反应到限制电途,限制开闭K的导通 期间Ton,使太阳能电池方阵的劳动电压永远劳动正在某一恒 定电压即可。 5。4 光伏限制器的电途道理 (3)MPPT限制的杀青 ?对付为蓄电池充电的BOOST电途,只需求保障充电电 流最大,即可抵达使太阳能电池方阵有最大输出的目标, 是以也只需将BOOST电途的输出电流(即蓄电池的充电电 \ 流)信号反应到限制电途,限制开闭K的导通期间Ton,使 BOOST电途具有最大的电流输出即可,如图5-19所示。 图5-19 蓄电池充电 的限制战略 5。4 光伏限制器的电途道理 对付真正的MPPT限制,则需求对太阳能电池方阵的工 作电压和劳动电流同时采样,历程乘法运算取得功率数 值,然后通过一系列寻优历程使太阳能电池方阵劳动正在最 大功率点左近。 \ 无论是最大输出电流跟踪,依旧 MPPT限制,都要探讨 电途的太平、抗云雾扰乱和误判的题目。 摩登电子技艺和元器件依然能够使MPPT限制电途的效 率做到95%以上。 限制器的苛重功用是使太阳能发电体例永远处于发电的 最大功率点左近,以取得最高效劳。充电限制大凡采用脉 冲宽度调制技艺(PWM限制形式),使扫数体例永远运转于 最大功率点Pm左近区域。放电限制苛重是指当蓄电池缺电、 体例阻滞(如蓄电池开途或接反)时堵截开闭。 5。4 光伏限制器的电途道理 目前研制出了既能跟踪调控点Pm,又能跟踪太阳转移参 数的“向日葵”式限制器,将固定太阳能电池组件的效劳 降低了50%掌握。跟着太阳能光伏财产的成长,限制器的 功用越来越庞大,有将守旧的限制一面、变换器及监测系 \ 统集成的趋向,如AES公司的SPP和SMD系列的限制器就 集成了上述三种功用。 5。4 光伏限制器的电途道理 8。采用单片机构成的MPPT充放电限制器基础道理 图5-20是一个具有MPPT功用的充放电限制器道理框图,它由自带 A/D转换功用的单片机(MCU)、电压采撷电途、电流采撷电途、 DC/DC变换电途等构成。从技艺上讲苛重由单片机及其限制采撷软件、 衡量电途、DC/DC变换电途三一面构成。 图5-20 采用单片机构成的MPPT充放电限制器道理框图 5。4 光伏限制器的电途道理 ①DC/DC变换电途 ,直流升(降)压功用(体例结婚) ; ②衡量电途,苛重是DC/DC变换电途的输入侧电压和电 流值、输出侧的电压值,以及温度等衡量电途; ③单片机及监控软件,常用限制算法有:恒定电压跟踪 法、扰动瞻仰法、增量电导法、程序蓄电池查外法等。 5。4 光伏限制器的电途道理 9。基于UC3906的蓄电池充电器 UC3906行动VRLA蓄电池充电专用芯片,具有杀青 VRLA蓄电池最佳充电所需的总共限制和检测功用。更要紧 的是它能使充电器百般转换电压随VRLA 蓄电池电压温度系 数的转变而转变,从而使VRLA蓄电池正在很宽的温度范畴内 都能抵达最佳充电状况。 5。4 光伏限制器的电途道理 (1) UC39006的布局和特色 5。4 光伏限制器的电途道理 (2)充电参数具体定 VRLA蓄电池的一个充电周期按时间可分为三种状况: 大电流敏捷充电状况,过充电状况和浮充电状况。 UOC=UREF(1+RA/RB+RA/RC) UF=UREF(1+ RA/RB) Imax=0。25V/Rs IOCT=0。025V/Rs 5。4 光伏限制器的电途道理 (3)本质操纵电途 VRLA电池的额定电压为12V,容量为7A?h,Ui=18V, UF=13。8V,Uoc=15V,Imax=500mA,Ioct=50mA。 5。4 光伏限制器的电途道理 10。 太阳能草坪灯限制电途 当白日太阳光照耀正在太阳能电池上时,太阳能电池将光能 改制为电能并通过限制电途将电能存储正在蓄电池中。天黑 后,蓄电池中的电能通过限制电途为草坪灯的LED光源供 电。第二天拂晓天亮时,蓄电池住手为光源供电,草坪灯熄灭, 太阳能电池不停为蓄电池充电,循环不息、轮回劳动。 图5-24 太阳能草坪灯限制电途道理(一) 5。4 光伏限制器的电途道理 具有防卫蓄电池过分放电的限制电途!VT3、VT4、L、C1 和R5构成互补振荡升压电途,蓄电池电压降到0。7~0。8V时, 该电途将住手振荡。稍作改良,VD2的接入,使VT3进入放 大区的电压叠加了0。2V掌握,使得扫数电途正在蓄电池电压 降到0。9~1。0V时住手劳动 。 (a) (b) 图5-24 太阳能草坪灯限制电途道理(二) 5。5 光伏限制器的选用 5。5。1光伏限制器的苛重职能特性 1。小功率光伏限制器 (1)小功率限制器都采用低功耗、龟龄命的MOSFET场 效应管等电子开闭元件行动限制器的苛重开闭器件。 (2)使用脉冲宽度调制(PWM)限制技艺对蓄电池进 行敏捷充电和浮充充电,使太阳能发电能量得以充足欺骗。 (3)具有单途、双途负载输出和众种劳动形式。 (4)具有众种偏护功用,搜罗蓄电池和太阳能电池接反、 蓄电池开途、蓄电池过充电和过放电、负载过压、夜间防 反充电、限制器温渡过上等众种偏护。 (5)用LED指示灯对劳动状况、充电处境、蓄电池电量 等举行显示。 (6)具有温度赔偿功用。 5。5 光伏限制器的选用 2。中功率光伏限制器 (1)采用LCD液晶屏显示劳动状况和充放电等百般要紧 消息:如电池电压、充电电流和放电电流、劳动形式、系 统参数、体例状况等。 (2)具有主动/手动/夜间劳动形式切换功用。 (3)具有蓄电池过充电、过放电、输出过载、过压、温 渡过上等众种偏护功用。 (4)具有浮充电压的温度赔偿功用。 (5)具有敏捷充电功用。 (6)中功率光伏限制器同样具有通俗充/放电劳动形式 (即不受光控和时控的劳动形式)、光控开/光控闭劳动形式、 光控开/时控闭劳动形式等。 5。5 光伏限制器的选用 3。大功率光伏限制器 (1)具有LCD液晶点阵模块显示,可遵照分别的场所通 过编程轻易设定、安排充放电参数及温度赔偿系数,具有 中文操作菜单,利便用户安排。 (2)可适当分别场所的非常哀求,可避免各途充电开闭 同时开启和闭断时惹起的振荡。 (3)可通过LED指示灯显示各途光伏充电处境和负载通 断处境。 (4)有1~18途太阳能电池输入限制电途,限制电途与主 电途所有断绝,具有极高的抗扰乱才能。 (5)具有电量累计功用,可及时显示蓄电池电压、负载 电流、充电电流、光伏电流、蓄电池温度、累计光伏发电 量(单元:安时或瓦时)、累计负载用电量(单元:瓦时) 等参数。 5。5 光伏限制器的选用 3。大功率光伏限制器 (6)具有史册数据统计显示功用,如过充电次数、过放 电次数、过载次数、短途次数等。 (7)用户可区别创立蓄电池过充电偏护和过放电偏护时 负载的通断状况。 (8)各途充电电压检测具有“回差”限制功用,可防卫 开闭器件进入振荡状况。 (9)具有蓄电池过充电、过放电、输出过载、短途、浪 涌、太阳能电池接反或短途、蓄电池接反、夜间防反充等 一系列报警和偏护功用。 (10)可遵照体例哀求供应发电机或备用电源启动电途 所需的无源干节点。 5。5 光伏限制器的选用 3。大功率光伏限制器 (11)配接有RS232/485接口,便于长途遥信、遥控;PC 监控软件可测及时数据、报警消息显示、删改限制参数, 读取30天的每天蓄电池最高电压、蓄电池最低电压、每天 光伏发电量累计和每天负载用电量累计等史册数据。 (12)参数创立具有暗号偏护功用且用户可删改暗号。 (13)具有过压、欠压、过载、短途等偏护报警功用。 具有众途无源输出的报警或限制接点,搜罗蓄电池过充电、 蓄电池过放电、其它发电修造启动限制、负载断开、限制 器阻滞、水淹报警等。 5。5 光伏限制器的选用 3。大功率光伏限制器 (14)劳动形式可分为通俗充/放电劳动形式(阶梯型逐 级限流形式)和一点式充/放电形式(PWM劳动形式)拣选 设定。个中一点式充/放电形式分4个充电阶段,限制更精 确,更好地偏护蓄电池不被过充电,对太阳能予以充足利 用。 (15)具有不掉电及时时钟功用,可显示和创立时钟。 (16)具有雷电防护功用和温度赔偿功用。 5。5 光伏限制器的选用 5。5。2 光伏限制器的苛重技艺参数 1。体例电压 体例电压也叫额定劳动电压,是指光伏发电体例的直流 劳动电压,电压寻常为12V和24V,中、大功率限制器也有 48V、110V、220V等。 2。最大充电电流 最大充电电流是指太阳能电池组件或方阵输出的最大电 流,遵照功率巨细分为5A、6A、8A、10A、12A、15A、 20A、30A、40A、50A、70A、100A、150A、200A、 250A、300A等众种规格。有些厂家用太阳能电池组件最大 功率来外现,间接地呈现了最大充电电流这一技艺参数。 5。5 光伏限制器的选用 3。太阳能电池方阵输入途数 小功率光伏限制器寻常都是单途输入,而大功率光伏控 制器都是由太阳能电池方阵众途输入,寻常大功率光伏控 制器可输入6途,最众的可接入12途、18途。 4。电途自己损耗 限制器的电途自己损耗也是其苛重技艺参数之一,也叫 空载损耗(静态电流)或最大自破费电流。为了消重限制 器的损耗,降低光伏电源的利用效劳,限制器的电途自己 损耗要尽或许低。限制器的最大自己损耗不得抢先其额定 充电电流的1%或0。4W。遵照电途分别自己损耗寻常为 5~20mA。 5。5 光伏限制器的选用 5。蓄电池过充电偏护电压(HVD) 蓄电池过充电偏护电压也叫充满断开或过压闭断电压, 寻常可遵照需求及蓄电池类型的分别,设定正在14。1~14。5V (12V体例)、28。2~29V(24V体例)和56。4~58V(48V系 统)之间,楷模值区别为14。4V、28。8V和57。6V。蓄电池 充电偏护的闭断复原电压(HVR)寻常设定为13。1~13。4V (12V体例)、 26。2~26。8V (24V体例)和52。4~53。6V (48V体例)之间,楷模值区别为13。2V、26。4V和52。8V。 5。5 光伏限制器的选用 6。蓄电池的过放电偏护电压(LVD) 蓄电池的过放电偏护电压也叫欠压断开或欠压闭断电 压,寻常可遵照需求及蓄电池类型的分别,设定正在 10。8~11。4V(12V体例)、 21。6~22。8V(24V体例)和 43。2~45。6V(48V体例)之间,楷模值区别为11。1V、22。2V 和44。4V。蓄电池过放电偏护的闭断复原电压(LVR)寻常 设定为12。1~12。6V(12V体例)、24。2~25。2V (24V体例) 和48。4~50。4V(48V体例)之间,楷模值区别为12。4V、 24。8V和49。6V。 5。5 光伏限制器的选用 7。蓄电池充电浮充电压 蓄电池的充电浮充电压寻常为13。7V(12V体例)、27。4V (24V体例)和54。8V(48V体例)。 8。温度赔偿 限制器寻常都具有温度赔偿功用,以适当分别的境遇工 作温度,为蓄电池创立更为合理的充电电压。限制器的温 度赔偿系数应餍足蓄电池的技艺哀求,其温度赔偿值寻常 为?(2~4)mV/℃。 9。劳动境遇温度 限制器的利用或劳动境遇温度范畴随厂家分别寻常正在 ?20~+50℃之间。 5。5 光伏限制器的选用 10。其它偏护功用 (1)限制器输入、输出短途偏护功用; (2)防反充偏护功用; (3)极性反接偏护功用; (4)防雷击偏护功用。限制器输入端应具有防雷击的保 护功用,避雷器的类型和额定值应能确保吸取预期的挫折 能量; (5)耐挫折电压和挫折电流偏护。正在限制器的太阳能电 池输入端施加1。25倍的标称电压继续1小时,限制器不该当 损坏。将限制器充电回途电流抵达标称电流的1。25倍并继续 1小时,限制器也不该当损坏。 5。5 光伏限制器的选用 5。5。3光伏限制器的装备选型 光伏限制器的装备选型要遵照扫数体例的各项技艺目标 并参考分娩厂家供应的产物样本手册来确定。寻常探讨下 列几项技艺目标: 1。体例劳动电压 遵照直流负载的劳动电压或换取逆变器的装备选型确 定,寻常有12V、24V、48V、110V和220V等。 2。额定输入电流和输入途数 限制器的额定输入电流应等于或大于太阳能电池的输入 电流。大功率限制器采用众途输入,每途输入的最大电流 =额定输入电流/输入途数, 5。5 光伏限制器的选用 3。限制器的额定负载电流 也便是限制器输出到直流负载或逆变器的直流输出电 流,该数据要餍足负载或逆变器的输入哀求。 除上述苛重技艺数据要餍足打算哀求以外,利用境遇温 度、海拔高度、防护品级和外形尺寸等参数以及分娩厂家 和品牌也是限制器装备选型时要探讨的成分。 5。5 光伏限制器的选用 太阳能光伏限制器 (武汉)维尔仕太阳能光伏限制器WS-C2460操纵于太阳 能光伏体例中,融合太阳能电池板、蓄电池、负载的工 作,具备优秀的人机交互功用,用户可调充电电压。 WS-C2460 维尔仕太阳能光伏限制器实用于全体类型的光 电面板及种种型电池,MCU(微管理限制器)具有PMW (脉冲宽频调制)0~100%可 变占空比秩序。遵照电池类型 及充电的本质情状,能从PV 面板供应敏捷、最佳的充电电 压及电流。 5。5 光伏限制器的选用 太阳能光伏限制器 北仑佳达电子-太阳能光伏限制器分娩厂家 5。5 光伏限制器的选用 太阳能光伏限制器 第5章 光伏限制器 功课: 5-1,5-2,BOB体育手机app:UF=13。8V5-3; 5-4,5-5,5-6

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