蓄电池智能充放电控制器设计
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第七章充放电控制器7.1 充放电控制器的功能在独立运行的以风能、太阳能为主的可再生能源发电系统中,必须配备储能蓄电池,蓄电池起着储存和调节电能的作用。
当风力很大或日照充足而产生的电能过剩时,蓄电池将多余的电能储存起来;反之,当系统发电量不足或负载用电量大时,蓄电池向负载补充电能,并保持供电电压的稳定。
蓄电池,尤其是铅酸蓄电池,要求在充电和放电过程中加以控制,频繁的过充电和过放电都会影响蓄电池的使用寿命。
过充电会使蓄电池大量出气(电解水),造成水分散失和活性物质的脱落;过放电则容易加速栅板的腐蚀和不可逆硫酸化。
为了保护蓄电池不受过充电和过度放电的损害,则必须要有一套控制系统来防止蓄电池的过充电和过放电,称为充放电控制器。
控制器通过检测蓄电池的电压或荷电状态判断蓄电池是否已经达到过充点或过放点,并根据检测结果发出继续充、放电或终止充、放电的指令。
随着可再生能源发电系统容量的不断增加,设计者和用户对系统运行状态及运行方式的合理性的要求越来越高,系统的安全性也更加突出和重要。
因此,近年来设计者又赋予控制器具有更多的保护和监测功能,使早期的蓄电池充电控制器发展到今天比较复杂的系统控制器。
此外,控制器在控制原理和使用的元器件方面也有了很大发展和提高,目前先进的系统控制器已经使用了微处理器,实现了软件编程和智能控制。
可再生能源系统中充放电控制器的功能主要有:1)高压(HVD)断开和恢复功能:控制器应具有输入高压断开和恢复连接的功能。
2)欠电压(LVG)告警和恢复功能:当蓄电池电压降到欠电压告警点时,控制器应能自动发出声光告警信号;3)低压(LVD)断开和恢复功能:这种功能可防止蓄电池过放电。
通过一种继电器或电子开关连结负载,可在某给定低压点自动切断负载。
当电压升到安全运行范围时,负载将自动重新接入或要求手动重新接入。
这一功能也往往通过逆变器来实现,而充电控制器不包含这一功能;4)保护功能:防止任何负载短路的电路保护;防止充电控制器内部短路的电路保护;防止夜间蓄电池通过太阳电池组件反向放电保护;防止负载、太阳电池组件或蓄电池极性反接的电路保护;防止感应雷的线路防雷。
LCD数码、图形显示窗口接线端口太阳标志,表示白天和晚上光控启动点的状态;)择任一种方式;)蓄电池符号,内部条状图形表示充放电状态及当前容量百分比如果系统处于放电状态,则蓄电池的方式显示蓄电池处于放电状态;保险负载状态标志蓄电池状态充电控制方式参数及参数单位显示区负载控制方式标志闪烁,充电恢复后停止闪烁;直流输出符号;负载图标,表示负载状态及故障状态;常显,当允许输出为“开”状态时,显示负载状态;过载时,负载符号K4负载和闪电符号闪烁次短路保护动作,需用户检查负载线路,参数单位:LCD池容量,符号显示,充电符号“”闪烁,表示当前可以修改充电控制方号及充电符号“”闪烁时,按一下显示,恢复原控制方式,并返回到参量选择状态;在“SET”符号显示及太阳符号“符号闪烁,表示现在可以确认设置光启动电压,再按一下当出现太阳图形在天黑自动的启动负载输出,白天自动关闭输出。
太阳,表示光控+延时,控制器会自动检测光强弱,在天黑自动的启动负载输出,同时根据所选择的工作时长自动关闭负时钟无图形显示,表示手动控制;3.6时间调整操作:包括实时时间、延时时间和定时开关时间;●在负载控制为手动、光控模式下,只显示调整实时时间。
●在光控+延时模式下,可以调整实时时间和延时关闭小时数。
●定时模式下可以调整实时时间和定时开、关对应的小时、分钟数据,用户首次使用,默认的控制时间数据均为0,所以在首次连接使用时要设置相应的时间,之后,控制器按照最后一次的设置参数工作;1)在显示需要调整的时间时,按一下K3,“SET”符号及右下角的H:M 符号中的H闪烁,表示可以修改小时数据;2)通过K1/K2在0~23内调整数据;3)再按一下K3,保存小时数据并切换到修改分钟数据--“SET”符号及右下角的H:M符号中的M闪烁;4)通过K1/K2在0~59间调整数据;5)再次按K3保存修改数据,返回到选择状态—显示“SET”不闪烁;6)如果不保存更改,则按K4,返回到选择状态—显示“SET”不闪烁;3.7光控测试在浏览状态下,同时按下K1和K2键,放开后右侧太阳闪烁,控制器进入测试模式:光电池输入端加低于5V的电压,控制器开通输出光电池输入端加高于7V的电压,控制器关断输出如果符合上述现象,说明控制器光控功能正常,按K4键退出测试模式,返回浏览状态5安全及保护本控制器具有过压、过流、短路、反接等全保护功能,具有TVS防雷保护,并且过压、过流、短路保护在LCD上具有告警指示。
数字式铅酸蓄电池智能充电器的设计贾贵玺 戚艳 邵虹君 傅田晟天津大学电气与自动化工程学院,天津 300072电子邮箱:jiaguixi@Design of the Digital-controlled Intelligent VRLA Battery ChargerJia Gui-xi Qi Yan Shao-Hongjun Fu Tian-sheng Tianjin University,,Tianjin 300072, ChinaABATRACT :In this paper, a intelligent charging system for VRLA battery is presented, we proposed the charging method which is the combination of three-section charging method with pulse charging method on the base of the analysis and summary of existing VRLA battery charging mode, this charging method effectively alleviate the polarization of VRLA batteries. A high-frequency switching power source with PFC function is used as charging power supply. MC56F8013 is the control coreof charging system, achieving data collection, pulse-driven, man-machine interface functions , and eventually realizing the intelligent charge of VRLA batteries.KEY WORDS :VRLA ;digital-control ;MC56F8013;threesection hybrid charge摘要:本文介绍了一种针对阀控式密封铅酸蓄电池的智能充电系统,在分析和总结目前已有的铅酸蓄电池的充电方式的基础上,提出了三段式充电和脉冲充电相结合的充电方式,有效缓解了铅酸蓄电池的极化现象。