基于微控制器的光伏充放电控制器的设计

对一种以微控制器—ATmega48为核心的光伏充放电控制器进行了研究。该充放电控制器用于光伏发电系统中,是一种控制太阳能电池阵列对蓄电池充电以及蓄电池对负载放电两个过程的自动控制设备。阐述了光伏系统的充放电过程,设计了充放电和电压检测等电路。实验表明:控制器能够根据蓄电池的当前状态,优化充电过程,对蓄电池的寿命能起到很好的保护作用。     

太阳能电池接Boost电路MPPT控制仿真分析

针对实时数字仿真仪（RTDS）／RSCAD中提供的太阳能阵列模型,测试其I-V及P-V特性,并外接Boost变换电路进行实时仿真采用恒定电压跟踪法．对太阳能阵列输出的实时电压值与给定值的偏差信号进行PI调节,控制升压斩波（Boost Chopper）变换电路的占空比D,进而实现太阳能阵列外接电路的等效电阻值的自动手优,当电阻值达到太阳能阵列工作于最大功率点（MPP）处外接等效电阻RCN值时,即实现了太阳能电池阵列最大功率点跟踪（MPPT）控制．从而大大提高了太阳能利用效率。     

数字式光伏电池阵列模拟器的研制

本文在详细介绍太阳能电池的工作原理及其数学模型的基础上,选择半桥变换器作为主电路拓扑,研制了一台光伏电池阵列模拟器。控制部分采用TMS320F2812 DSP作为模拟器控制电路的主控制器,将数字PI控制算法应用在数字式光伏电池阵列模拟器中。在闭环实验下,模拟器的静态工作点与所模拟的太阳能电池的输出特性相吻合,并能够动态模拟负载变化的工作情况。证明了所设计的模拟器能够用于光伏发电系统实验。     

太阳能LED路灯照明系统的研制

开发了一种新型太阳能LED路灯照明系统。依据太阳能电池、蓄电池和大功率LED的特性,设计了充放电电路。为了减小功率损耗,充电电路采用了同步Buck结构;并采用IR2103实现了同步Buck两个开关管的有效驱动。放电电路采用恒流控制以获得LED的最大发光效率。采用单片机ATMEGA16实现充放电控制;并与上位机之间实现了数据通信,以便于系统的调试和维护。提出了通过追踪太阳能电池对蓄电池的最大充电电流来实现太阳能最大功率点跟踪(MPPT)的方法,并根据蓄电池的状态分别采用了MPPT充电、过充和浮充策略。长期测试结果表明:系统运行稳定,充放电状态正确,数据通信正常,充电效率约为86%。对比试验验证了所提MPPT算法的有效性。     

基于双Boost电路的独立光伏发电系统研究

通过对独立光伏发电系统给电动车蓄电池提供电能的研究,提出一种运用双Boost电路的控制方法。介绍了独立光伏充电系统的硬件设计和软件设计,以及最大功率点跟踪控制(MPPT)。运用Matlab/Simulink搭建光伏阵列仿真模型和系统主电路模型,通过对仿真结果的分析,验证了整个系统方案的可行性和实用性。该方法能够减小电路中电流纹波影响,并能够进行有效的最大功率跟踪控制,实现太阳能的高效利用。     

基于DSP的新型太阳能阵列最大功率点跟踪方法

通过对光伏电源系统的特性及最大功率点跟踪原理的分析,提出了一种新型的最大功率点跟踪方法。它只检测系统Buck逆变器的输出电流,再通过软件的精确算法控制Boost变换器的占空比,从而使得太阳能电池阵列的输出功率最大化。通过TMS320LF2407芯片控制的硬件电路与最大功率点跟踪方法相结合,从而实现跟踪最大功率点的要求。实验结果验证了该方案的可行性和正确性。     

基于蓄电池供电的自适应LED照明系统

本文介绍了一种基于蓄电池供电的LED照明系统的电路设计。以Boost为功率电路拓扑结构,通过合理地安排LED阵列,提高了照明的可靠性。本电路设计可以同时对LED进行模拟调光和数字调光,并且本系统适用于功率从几瓦到几十瓦的LED阵列、端电压范围从6～36V的蓄电池,从而使得对产品进行维护——需要更换LED或是需要更换蓄电池时,只要满足上述要求,无需更换电路模块,系统就能正常并稳定地工作。     

电动汽车复合能源系统设计

为解决燃油汽车带来的环境、能源等负面问题,推进新能源在汽车领域的应用逐渐成为人们关注的焦点。文中基于太阳能电池、超级电容和蓄电池3种能量源,对电动汽车复合能源系统进行了研究。针对各能量源的特性设计了基于Boost电路的最大功率点跟踪控制器以及连接超级电容与直流总线的电流双象限DC/DC变换器,并通过MATLAB仿真工具箱对其进行了仿真,进而确定了电路参数。同时,基于电流约束设计了系统的总体控制策略,并进行了相关测试。实验结果表明,复合能源系统可对太阳能电池进行最大功率点跟踪,而且巧妙融合了超级电容的高比功率以及蓄电池高比能量的特点,有效缩短了蓄电池大电流放电的时间,改善了电动汽车启动及加速时的性能。     

150W独立式光伏逆变器的设计

介绍了150W独立式光伏逆变器,它可以和太阳能电池、充放电控制器以及蓄电池组组成独立式光伏发电系统,为负载提供220V交流电.综合比较3种逆变器的优缺点,采用了修正正弦波逆变器.该逆变器由带隔离变压器的推挽电路、不控整流电路和全桥逆变电路三级变换环节组成,控制均采用专用的脉宽调制集成电路芯片.     

基于双向变换技术的光伏LED照明系统设计

研究了基于Zeta/Sepic双向变换器的光伏半导体发光二极管(LED)照明系统,提出一种充电控制算法,其既能实现太阳能电池的最大功率点跟踪(MPPT)又能满足蓄电池电压限制条件和浮充特性;设计一种基于HV9930控制芯片的LED恒流驱动电路。构建实验系统,测试表明,控制器可以根据蓄电池状态准确地在MPPT、恒压、浮充算法之间切换,MPPT充电效率较恒压充电显著提升,LED驱动电路恒流效果好。     

基于退役动力电池储能的光储微网系统

锂电池作为光储微网的储能电池,能够提高光伏发电系统的稳定性,改善电能质量,但成本高昂。将电动汽车的退役动力锂电池用于光储微网的储能单元,不仅可以降低投资成本,还可以缓解大批量电池进入回收阶段的压力。首先基于锂电池的工作原理,构建了退役动力锂电池的等效电路模型。接着建立了储能变流器和多重双向DC/DC变换器级联拓扑,储能变流器采用电压外环、电流内环的双闭环策略,稳定直流母线的电压;多重双向DC/DC变换器采用以电池组的荷电状态(SOC)为约束条件的双闭环控制策略,平抑光伏发电系统的功率波动。最后搭建了基于退役锂电池储能的光储微网系统,验证了控制策略的有效性。     

大容量电池储能电网接入系统

电池储能系统能快速、独立地调节有功/无功,在负荷平定、电能质量治理等方面具有很高的应用价值.介绍100kW储能电池模块电网接入系统的设计,为兆瓦级储能系统的研制提供参考.其中并网逆变器的分相瞬时电流控制可保证不同运行条件下装置对交流电流参考值的准确跟踪;电池侧双向DC/DC电路的双闭环控制可保证电池电流灵活可调;提出2种协调控制策略.电磁暂态仿真及装置实验结果证明了该控制策略的有效性.     

单体电压不一致性对锂电池储能系统容量衰减的影响

电池的不一致性是指同一规格、同一型号的电池在电压、内阻、容量等方面的参数差别。其中,电压不一致性的表现相对直观,也容易被测量。在MW级电池储能电站中,需要通过串并联成组来满足储能系统的电压等级和容量需求,电池单体数量高达几万节,而单体电池不一致性的存在,将不可避免地影响储能系统整体性能。针对200 kW/200(kW·h)锂电池储能系统和250 kW/1(MW·h)锂电池储能系统在不同时间阶段进行容量标定实验,经过长期运行后,分析单体电池电压不一致性对电池系统容量衰减的影响。结果显示:经过2年的运行,250 kW/1(MW·h)锂电池储能系统充电性能衰减了4.24%,放电性能衰减了2.6%,单体电压不一致性变化不大,而200 kW/200(k W·h)锂电池储能系统充电性能衰减了25.976%,放电性能衰减了27.120%,说明具备充放电均衡控制策略的锂电池储能系统能够很好地改善单体电压不一致性变化;250 kW/1(MW·h)储能系统已累计运行相当于100%DoD(depth of diacharge)充电27.11次,相当于100%DoD放电23次,充放电次数是造成该储能系统容量衰减的主要原因。     

一种航天用高增益Weinberg放电调节电路

电源分系统是航天器的保障系统,负责航天器电能的存储、转换以及分配等工作。航天器电源分系统包括分流、充电和放电以及其他保护电路。而放电电路是在地影期或负载瞬时功率大于太阳阵最大输出功率时,保障蓄电池安全可靠的给负载供电,起到稳定母线电压和功率传输的作用。传统的Weinberg放电调节电路的电压增益M的范围为1≦M≦2,只适用于中低压母线场合。针对航天器高压母线电源的要求,提出一种高增益Weinberg放电调节电路。文中详细分析了新型Weinberg电路的电性能以及主要参数的计算,最后通过搭建600 W实验样机进行实验验证,实验结果表明该新型Weinberg电路能够有效提高电路增益。     

风/柴/储能风力发电系统储能装置控制与仿真

采用电压外环和电流内环的控制方法,设计了风/柴/储能发电系统储能装置控制器电路,该控制器适用于连接在系统直流母线上蓄电池等储能装置的控制。在Matlab环境下,对该控制器进行了仿真,结果表明,该控制器能确保储能装置稳定运行,满足风/柴/储能风力发电系统对电压稳定的要求。     

磷酸铁锂电池性能与应用研究

磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好、自放电率小、无记忆效应的优点。介绍磷酸铁锂电池的结构特点和充放电原理,对磷酸铁锂电池储能系统的构成和系统能量转换原理进行讨论,就磷酸铁锂电池在电动汽车电池、电网削峰填谷、风力发电、光伏发电等可再生能源的安全并网,分布式电站,UPS电源等领域的应用进行研究。     

太阳能光伏发电系统控制器的设计

介绍了以MSP430系列单片机为核心的控制器的基本原理及其功能,给出了太阳能发电系统中控制器的数据采集和蓄电池控制等环节的硬件接口电路设计方法。所设计的太阳能控制器基本功能完善,性能稳定可靠、数据实时性好、功耗低且电路简单,便于维修。     

便携式太阳能多功能电源设计及测试

针对户外休闲、野外工作者有时需要应急电源的情况,设计了利用太阳能电池进行充电的多功能电源。将太阳电池组件的能量通过充电控制电路为内置的蓄电池充电储存电能。介绍了电路工作原理,通过调试实现了DC5V、12V、4.15V、AC 220V电压输出。具有蓄电池充电欠压和过压显示及自动断开、5号电池限流/限压充电及充满显示和自动断开、锂电池4.15V快速可调的限压充电等功能。通过逆变实现的AC 220V输出,可为5 W以内电器提供交流电源。USB 5V、DC 12V最大输出电流1A,可根据不同的接口为手机、MP3等小功率电子产品充电或供电。     

独立光伏发电系统能量管理控制策略

随着能源危机和环境污染问题日益严重,太阳能光伏发电正成为世界关注的热点。提出一种新的太阳能独立光伏发电系统能量管理控制策略。系统由太阳能电池、蓄电池、单向DC-DC变换器和双向DC-DC变换器组成,太阳能电池提供负载稳定工作时所需要的能量,多余或不足的能量由蓄电池来动态调节。系统能量管理的核心是根据太阳能电池和蓄电池的工作状态,控制单向变换器和双向变换器工作在合适的模式,从而使太阳能电池和蓄电池协调工作,确保供电系统高效稳定运行以及快速的动态响应。通过原理样机验证了所提的系统能量管理控制策略的有效性。     

一种新型蓄电池充放电专用节能装置

介绍了一种新型蓄电池充放电装置的系统结构和工作原理,并对其控制方法和控制电路进行了研究。在此基础上,研制了一台实验样机。实验结果表明,所研制的蓄电池充放电装置集充、放电功能于一体,既可作蓄电池的充电电源,实现对蓄电池恒压、恒流充电,又可作蓄电池放电的负载,把蓄电池恒流放电时的能量回馈到电网。且在蓄电池充、放电的过程中,均可以实现网侧电流正弦化和高功率因数、低谐波污染,节能效果显著,具有推广应用价值。