光伏电站中的控制器

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1、第3O卷第1期能源技术Vo1．30No．12009年1月ENERGYTECHNOLOGYJan．2009光伏电站中的控制器吴国楚(青海新能源(集团)有限公司，青海西宁81O008)摘要：充放电控制器在光伏电站中起到保证工作的连续、稳定和安全性的作用，以目前在光伏电站中使用最多的铅酸蓄电池为例来说明控制器的充放电控制基本原理，以及常用控制器的一些充放电控制方式。关键词：光伏电站；控制器；光伏发电中图分类号：TM615文献标志码：B文章编号：1005—7439(2009)01—0032—03TheControllerinPhotovoltaicP

2、owerStationWUGuo-chu(QinghaiNeuenengy(Group)Co．，Ltd．，Xining810008，China)独立运行的光伏电站通常由光伏电池阵列、蓄多的铅酸蓄电池为例来说明控制器的工作原理。电池组、控制器、逆变器、低压输电线路和用户负载铅酸蓄电池充电特性如图1所示，蓄电池的充电组成。其中蓄电池组起着贮存和调节电能的作用：的初期(OA)电压快速上升，中期(C)电压缓慢上当日光充足光伏电池产生的能量过剩时，蓄电池组升，延续时间较长，C点为充电末期，电化学反应接近将多余的电能贮存起来；当系统发电量不足或负载结束，

3、电压开始迅速上升，D点电压标志着蓄电池已用电量大时，蓄电池组向负载补充电能，并保持供电充满电。当充电电压超过D点后水将被分解，铅酸蓄电压的稳定。控制器是光伏电站中的控制部分：它电池的负极就会析出氢气，正极也会析出氧气，给铅根据日照强弱及负荷的变化，不断对蓄电池组的工酸蓄电池带来破坏，因此充电电压达到D点应立即停作状态进行切换和调节，使其在充电、放电或浮充电IE充电．。等多种工况下交替运行，从而保证光伏电站工作的连续性和稳定性；通过检测蓄电池组的荷电状态，发26出蓄电池组继续充电、停止充电、继续放电、减少放2·4>＼2．2电量或停止放电的指令，

4、保护蓄电池组不受过度充拳2．o电和放电；另外，控制器还具多种保护和监测功能。1．8控制器是整个电站供电的中枢，它的运行状况直接影响整个电站的可靠性，是系统设计、生产和安装过时间／h程中需要特别注意的关键部分；本文将论述光伏电图1铅酸蓄电池充电特性站中控制器控制蓄电池充放电的基本原理，以及介绍光伏电站中常用控制器类型及其特点。根据这一原理，在控制器中设置电压测量和电压1控制器控制充放电的基本原理比较电路，通过对D点电压值的监测，即可判断蓄电池是否应结束充电；这种控制方式就是电压型充电控1．1蓄电池充电控制制，比较器设置的D点电压称为“门限电压”

5、或“电压不同的蓄电池具有不同的充放电特性因此也要阀值”。但是铅酸蓄电池的充电特性是随着充电电流有不同的控制策略，本文以目前在光伏电站中使用最的大小而改变的，当充电电流增大时充电终了电压升吴国楚：光伏电站中的控制器高、充电时间缩短，反之当充电电流减小时充电终了放电率是处于高、中、低哪一档，然后再判断放电终电压下降、充电时间延长，在光伏电站中蓄电池组的了电压，以决定蓄电池是否结束放电，这样可以避免充电电流随着日照强弱时刻在改变，因此作为蓄电池电压型放电控制的缺点。通常电流控制器中也带有充电终了判据的D点电压也在改变。电压型充电控温度补偿电路，可以

6、修正放电终了电压作为最终的制方式的主要缺点是没有考虑充电电流对充电终了判断依据。电压的影响。电流型充电控制在电压测量和电压比2控制器的类型及特点较电路之前，另外设置一组电流测量和电流比较电路，充电控制同时测量充电电流和充电电压值，先判目前常用的光伏系统充放电控制器有串联旁路断和确定当前充电率是处于高、中、低哪一档，然后在多阶和脉冲型多种，它们各有特点，应用对象也不尽实际的充电率下再判断充电终了电压，以决定蓄电池相同。是否结束充电，这样可以避免电压型充电控制的缺(1)串联控制器串联控制器电路原理如图3点。通常控制器中还带有温度补偿电路，可以通过

7、对所示：控制器检测电路监控蓄电池端电压，当电池充充电终了电压修正，作为最终判断依据决定蓄电池是满电端电压达到对应的阀值时，串联控制器开关元否应结束充电。件切断蓄电池充电回路，蓄电池停止充电；当蓄电池1．2蓄电池放电控制基本原理端电压下降到恢复充电的电压阀值时，开关元件再铅酸蓄电池放电特性如图2所示，蓄电池的放次接通蓄电池充电回路，恢复蓄电池充电。串联控电开始(OE)阶段电压下降较快，中期(EFG)电压缓制器的优点是体积小、线路简单、价格便宜，但是由慢下降，延续时间较长，到达G点后放电电压急剧于控制用功率晶体管存在着管压降，当充电电压较下降，标

8、志着蓄电池已接近放电终了，应立即停止放低时会带来较大的能量损失。另外当控制元件断开电，否则将给铅酸蓄电池带来不可逆转的损坏。时，输人电压将升高到发电单元开路电压的水