何道清《太阳能光伏发电系统原理与应用技术》第5章太阳能充、放电控制器.ppt

第5章光伏控制器
光伏控制器
第5章光伏控制器
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光伏控制器概述
光伏控制器的基本概念
光伏控制器是对光伏发电系统进行管理和控制的设备。
光伏控制器主要由电子元器件、仪表、继电器、开关等
组成。
基本原理: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电点或过放电点,并根据检测结
果发出继续充、放电或终止充、放电的指令,实现控制作
用。
基本作用:保护蓄电池;平衡光伏系统能量;显示系统
工作状态。
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光伏控制器概述
光伏控制器的主要功能
在太阳能光伏发电系统中,控制器是整个系统的核心部
件。为了延长蓄电池的寿命,必须对它过放电、过充电、
深度充电、负载过流和反充电等情况加以限制。在温差较
大的地区,性能良好的控制器应具备温度补偿功能,同时
能依照负载的电源需求来控制太阳能电池和蓄电池对负载
电能的输出。
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光伏控制器概述
光伏控制器的主要功能
(1)具有输入充满断开和恢复连接功能,标准设计的蓄
电池电压值为12V时,充满断开和恢复连接的参考值为:
①启动型铅酸电池:~,恢复连接
;
②固定型铅酸电池:~,恢复连接
;
③密封型铅酸电池:~,恢复连接
。
(2)具有对蓄电池充放电管理和最优充电控制功能。
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光伏控制器概述
(3)设备保护功能:防止太阳能电池板或电池方阵、蓄
电池极性反接的电路保护;防止负载、控制器、逆变器和
其它设备内部短路保护;防止夜间蓄电池通过太阳能电池
组件反向放电保护;防雷击引起的击穿保护。
(4)温度补偿功能(仅适用于蓄电池充满电压):通常
蓄电池的温度补偿系数为(3~5)mV/(℃cell)。
(5)光伏发电系统的各种工作状态显示功能:主要显示
蓄电池(组)电压、负载状态、电池方阵工作状态、辅助电源
状态、环境温度状态、故障报警等。
发光二极管颜色判断:绿色,工作正常;黄色,蓄电池
电能不足;红色,蓄电池电能严重不足,自动断开负载。
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光伏控制器概述
(6)直流负载,控制器还可以有稳压功能,为负载提供
稳定的直流电。
(7)光伏系统数据及信息储存功能。
(8)光伏系统遥测、遥控、遥信等。
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光伏控制器的基本原理


铅酸蓄电池充电特性如图5-1曲线所示。蓄电池充电过程有3个阶段:
初期(OA),电压快速上升;中期(AC),电压缓慢上升,延续较长时间;C点为充电末期,电压开始快速上升,接近D点时, 标志着蓄电池已充满电,应停止充电。
图5-1铅酸蓄电池充电特性曲线
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光伏控制器的基本原理

依据D点的电压为蓄电池已充满标志这一原理,在控制器
中设置电压测量和电压比较电路,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。
对于开口式固定型铅酸蓄电池,标准状态(25℃,
充电率)下的充电终止电压(D点电压);
对于阀控密封式铅酸蓄电池,标准状态(25℃,
电率)。
在控制器中比较器设置的D点电压,称为“门限电压”或
“电压阈值”。~
体(固定式铅酸蓄电池)~(阀控密封式
铅酸蓄电池)。
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光伏控制器的基本原理

温度补偿目的:保证蓄电池被充满同时又不会发生水的
大量分解。
控制器具有对蓄电池充满门限电压进行自动温度补偿的
功能。
温度系数一般为单只电池(3~5) mV/℃(标准条件为
25℃),即当电解液温度(或环境温度)偏离标准条件时,
每升高1℃,蓄电池充满门限电压按照每只单体电池向下调
整3~5mV;每下降1℃,蓄电池充满门限电压按照每只单
体电池向上调整3~5mV。
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光伏控制器的基本原理
蓄电池过放电保护基本原理

铅酸蓄电池放电特性如图曲线所示。蓄电池放电过程有3个阶段:
开始(OE)阶段,电压下降较快;
中期(EG),电压缓慢下降,延续较长时间;
放电电压降到G点后,电压急剧下降。标志蓄电池已接近放电终了,应立即停止放电。
图5-2铅酸蓄电池放电特性曲线
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