用于储能电站的蓄电池充放电控制系统

发布时间：2017-08-02 10:30

  本文关键词：用于储能电站的蓄电池充放电控制系统

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【摘要】：在电力系统中,由于存在峰谷差现象,在用电高峰期和低谷期,分别会导致电量不足和电量过剩。而在这个操作的过程中,很多能量被消耗和浪费。另一方面,伴随着新型可再生能源的出现和发展,同时也为了提高能源利用率,发展储能技术、建立储能电站就显得非常重要了。而在众多储能电站中,蓄电池储能电站具有不受地点限制、容量可调的等优点。因此,研究设计用于储能电站的蓄电池充放电控制系统也显得尤为重要。本文的主要工作如下:(1)储能电站、蓄电池理论介绍课题背景、储能的国内外现状以及蓄电池充放电控制系统的研究现状。通过对铅酸蓄电池(组)的工作原理和充放电特性等的理论研究,又深入的分析了蓄电池组均衡充电以及快速充电技术,最终确定并设计本课题的充放电模块,即采用分布式结构单体蓄电池充放电的总体结构。对于充电方法采用可以提高充电效率和充电时间的以恒流和分段式脉冲相结合为主体的充电方法。(2)用于储能电站的蓄电池充放电控制系统的硬件设计包括对上述几个部分的结构设计、硬件电路设计和元器件选型。设计中有关蓄电池充放电过程中各个参数的采集对整个充放电控制过程起着至关重要的作用。系统就是主要依据这些数据来控制蓄电池充放电方式,因此也进行了详细的设计。对于数据采集部分,由蓄电池充放电控制模块负责采集和整理,网络协调器负责将其连接的CAN总线上的蓄电池充放电控制模块整理的数据集中起来,以供监控中心查询。分布式的结构不仅提高了系统的稳定性,而且将系统的任务分散化,提高了系统的工作效率。(3)系统的软件设计整个控制系统进行软件设计,包括网络协调器、蓄电池充放电控制模块以及数据采集、监控中心的软件开发和界面设计等。(4)测试和实验结果分析最后通过搭建系统样机,对整个系统进行测试和实验结果分析。将本课题采用的充放电控制和普通充放电控制进行对比分析。验证本系统的可行性和优越性。
【关键词】：储能电站 充放电控制系统 恒流-脉冲快速充电 远程监控 CAN
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM912
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 1 绪论12-16
• 1.1 课题研究的背景12
• 1.2 储能电站和蓄电池充放电控制的国内外研究现状12-15
• 1.3 本课题主要工作15-16
• 2 蓄电池特性16-34
• 2.1 铅酸蓄电池工作原理及等效模型17-21
• 2.2 铅酸蓄电池的性能参数21-23
• 2.2.1 铅酸电池的剩余电量、容量的测试方法21-22
• 2.2.2 蓄电池内阻及其测试方法22-23
• 2.2.3 蓄电池的自放电23
• 2.3 影响蓄电池寿命因素和蓄电池维护23-26
• 2.4 蓄池充放电特性分析26-30
• 2.4.1 蓄电池充电方式26-29
• 2.4.2 蓄电池充放电特性29-30
• 2.5 蓄电池组池均充必要性和方法30-32
• 2.6 本文选用的充电方法32-33
• 2.7 本章小结33-34
• 3 蓄电池组充放电系统总体设计34-42
• 3.1 硬件系统组成34-35
• 3.2 主电路模块35-37
• 3.2.1 开关管选取37
• 3.2.2 变压器设计37
• 3.2.3 副边输出直流电压的LC滤波器设计37
• 3.3 蓄电池充电电路模块电路设计37-41
• 3.4 本章小结41-42
• 4 蓄电池充放电控制系统硬件设计42-54
• 4.1 网络协调器硬件设计42-44
• 4.1.1 网络协调器单片机选择42
• 4.1.2 网络协调器单片机外围电路设计42-44
• 4.2 充放电控制器硬件设计44-47
• 4.2.1 充放电控制器单片机外围电路设计45-46
• 4.2.2 MOS管驱动电路46-47
• 4.3 数据检测采集电路47-51
• 4.3.1 直流电流采集电路47-48
• 4.3.2 直流电压采集电路48-50
• 4.3.3 温度采集电路50
• 4.3.4 剩余电量采集电路50-51
• 4.4 放电电路的设计51-53
• 4.4.1 相控式有源逆变放电51-52
• 4.4.2 单相正弦波逆变回馈放电52-53
• 4.5 本章小结53-54
• 5 蓄电池充放电控制系统软件设计54-65
• 5.1 蓄电池充放电控制系统总体设计54-55
• 5.2 监控中心软件设计55-60
• 5.2.1 监控中心软件功能55-56
• 5.2.2 功能模块设计56
• 5.2.3 主界面56-57
• 5.2.4 时间设置57-58
• 5.2.5 网络协调器管理58
• 5.2.6 充放电控制模块管理58-59
• 5.2.7 数据库管理59-60
• 5.3 网络协调器软件设计和功能60-61
• 5.4 蓄电池充放电模块设计61-64
• 5.4.1 充放电控制模块软件整体流程图61
• 5.4.2 单片机初始化61-62
• 5.4.3 蓄电池快速充放电控制模块62-64
• 5.5 本章小结64-65
• 6 系统样机测试和结果分析65-69
• 6.1 系统充电方式的选取和确定65-67
• 6.2 对比试验及分析67-68
• 6.3 本章小结68-69
• 7 总结与展望69-71
• 7.1 全文工作总结69
• 7.2 工作展望69-71
• 致谢71-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士学位期间发表的论文76
• 攻读硕士学位期间参与项目76-77

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本文编号：608845