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分布式发电中蓄电池储能装置的监控系统研究

发布时间:2018-01-23 05:51

  本文关键词: 监控系统 SOC估算 充放电保护 均衡保护 出处:《厦门理工学院》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:随着太阳能光伏、混合能源等分布式发电的迅速发展,分布式发电储能装置得到了广泛应用,对于分布式发电中蓄电池储能装置的监控是一个急需解决的问题。研发一款高精度的分布式发电蓄电池储能装置监控系统平台是非常有必要的,同时也有很大的发展空间。随着新型储能电池材料的研制,锂离子蓄电池以其能量高、电化学性能稳定、输出电流大等优点被广泛用作储能电源。但是,串联的锂电池组在使用过程中存在一些问题,比如均衡问题,过充电、过放电和温度过高都会影响其使用寿命和性能,严重时会导致电池组燃烧或者爆炸。因此,在使用过程中需要使用电池管理系统(Battery Management System,BMS)保护锂电池组,实现过充电保护、过放电保护、短路保护、过温保护和剩余电量SOC(State Of Charge)估计等功能。为了解决这些问题,论文主要是研制和开发一种分布式发电蓄电池储能装置监控系统,整个监控系统的设计由多个功能模块组建而成,主要工作有:(1)完成电池单体/多体电压测量,用Shunt电流分流器测量电池组的电流;(2)通过测量的电池组电压、电流值,通过估算电池的SOC来监控电池组的容量,为整个监控系统提供重要的电池参数,并进行电池均衡监测功能;(3)通过电池的单体电压和电池组的电压来进行电池过充/过放保护监测功能;(4)通过RS485串口通讯将监控信息与储能监控系统的中央处理器进行信息交流,同时还可以使用WIFI功能,通过无线终端实时监控储能状态,并进行相应的控制措施。论文中选用飞思卡尔公司MK64系列单片机作为主控制器,首先完成了系统硬件电路设计、PCB绘制,然后在IAR开发环境下用C语言编写软件程序。最后完成了测控模块软硬件的调试工作,并且能通过搭建的系统测试平台直观地监测到系统接收数据的变化情况、故障判断等信息,验证了整个系统的可靠性。
[Abstract]:With the rapid development of solar photovoltaic, hybrid energy and other distributed generation, distributed generation energy storage device has been widely used. It is an urgent problem to monitor the storage device of battery in distributed generation. It is very necessary to develop a high precision monitoring system platform for the storage device of storage battery in distributed generation. With the development of new energy storage battery materials, lithium ion battery is widely used as energy storage power source for its high energy, stable electrochemical performance and high output current. There are some problems in the use of series lithium batteries, such as equalization, overcharging, overdischarge and high temperature will affect their service life and performance. Severe cases can cause the battery pack to burn or explode. Therefore, the battery Management System should be used during use. BMS) protects lithium battery pack, realizes overcharge protection, over-discharge protection and short-circuit protection. Functions such as over-temperature protection and SOC(State of charge estimation. In order to solve these problems. This paper mainly studies and develops a distributed monitoring system for storage energy of battery. The design of the whole monitoring system is composed of several functional modules. The main work is: (1) to complete the cell cell / multi-body voltage measurement, using Shunt current shunt to measure the current of the battery pack; By measuring the voltage and current value of the battery pack and estimating the SOC of the battery, the capacity of the battery pack is monitored, which provides important battery parameters for the whole monitoring system, and carries on the cell balance monitoring function; (3) to monitor the overcharge / overdischarge protection of the battery through the cell voltage and the voltage of the battery pack; Through the RS485 serial port communication, the monitoring information can be exchanged with the central processor of the energy storage monitoring system. At the same time, the WIFI function can be used to monitor the energy storage status in real time through the wireless terminal. In this paper, the MK64 series MCU of Freescale Company is selected as the main controller. Firstly, the hardware circuit design of the system is completed. Then the software program is written in C language under the IAR development environment. Finally, the debugging of the hardware and software of the measurement and control module is completed. The reliability of the whole system is verified by the system test platform, which can directly monitor the change of the data received by the system, fault judgment and other information.
【学位授予单位】:厦门理工学院
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM912;TP277

【参考文献】

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本文编号:1456867

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