200kW储能电池管理与控制系统设计

文中提出一种基于交错并联技术的大功率电池储能管理与控制系统。其中的电池管理系统BMS主要用于电池的SOC管理,具有电压和电流的实时监控,电池自身保护预警等功能;双向DC-DC功率变换器主要实现电池电压与电网电压的匹配以及电池充放电功率的控制功能。由于电池充放电功率变换器应用于低压大电流场合,因此采用多级交错并联的方法实现。     

电池储能变流器调制方法综述

电池储能变流器是储能系统的核心部件,电池储能变流器调制方法的选择对输出电能的谐波质量、直流电压利用率和开关损耗有重要的影响。本文总结对比了多种电池储能变流器调制方法,阐述各自工作原理以及优缺点。然后针对某一实际算例,搭建了电池储能变流器模型,提出相应的调制方法及控制策略,并基于Matlab/Simulink仿真平台搭建风储系统仿真模型。通过仿真结果表明,所选择的调制方法能够进行有功功率滞环控制,可以将母线电压维持在允许范围内,同时有效减少谐波,使变流器输出达到并网要求。     

开关DC-DC变换器的自适应占空比跨周期控制方法

针对脉冲跨周期调制(PSM)开关DC-DC变换器输出电压纹波较大的问题,该文提出一种新型的自适应占空比跨周期(ADPS)控制方法。在ADPS控制的变换器中,轻载下,每个周期变换器控制脉冲的占空比与该周期开始时输出电压与参考电压误差的平方根近似成正比;负载越轻,变换器的输出电压纹波越小。研究表明,ADPS控制的DC-DC变换器不仅具有比PSM控制的变换器更低的输出电压纹波,同时具有优异的鲁棒性和瞬态响应能力。     

基于两级双向DC-DC变换器的电池管理单元设计

作为电能存储的重要设备,单体蓄电池之间往往存在一致性差异,在成组使用过程中会产生单体电池利用率低、寿命短、系统安全性低等一系列问题。针对这一问题,通过设计两级双向DCDC变换器电池管理单元控制电池充放电过程,消除一致性差异。采用SN74LVC2T45电平转换芯片、HCPL-J312型驱动光电耦合器和B1205S电源模块搭建驱动电路,结合CLLC变换器谐振腔工作原理设计实验电路参数。实验结果表明,该电路在正反向运行都能满足实际工程参数要求,并且实现了整流侧和逆变侧开关管的软开关。     

电池储能系统辅助电网调频过程的研究

随着国家能源改革战略推进,倡导清洁能源使用,谋求绿色可持续发展成为未来持续发展主题。储能作为未来电网的重要组成部分,对电网安全稳定运行发挥了重要作用。分布式电池储能系统(BESS)具有功率吞吐快速、调节控制灵活,成本较低等特性,能有效参与电网快速调频,抑制电网频率波动,不仅减少电网调频压力,还丰富电网的辅助服务手段。为了防止电荷变化的突然停止造成反弹,采用一种线性恢复策略解决。对配电网进行调频过程中,为了保证蓄电池的使用寿命和工作状态,对电池的剩余容量(SOC)进行实时监控,及时对电池进行充放电操作,以防止在充放电过程中电池发生过充过放,提高电池的使用时间。通过软件Matlab的仿真测试,仿真数据验证本系统设计合理,电池储能系统能够有效地辅助电网调频。     

储能电池直流内阻的在线检测方法分析

阐述一种储能电池在线检测方法,采用高精度采集模块测量储能电池直流电阻参数,从而评估储能电池老化情况。在储能电池能够正常的工作条件下,提出了一种测试工步实现储能电池DCR计算。     

微电网储能电池管理系统设计与实现

结合微电网储能电池工作特点,设计了一套以TMS320F2812和LTC6811为核心的电池管理系统。采用主从式系统架构,从控模块以LTC6811为主,建立电压、电流、温度等状态采集电路和主动均衡电路,对12串电池组进行管理,与主控模块通过SPI进行串口通信;在Code Warrior开发环境中对主控模块TMS320F2812最小化系统进行软件开发,实现电池SOC估算、主动均衡控制、安全保护等程序设计,提高对电池组的监测管理能力。实验证明,该方案可行有效,电池状态参数采集精度高,电压误差为±5 mV,温度误差为±1℃,并且主动均衡效果明显,串联电池组SOC差异度在1%以内。     

蓄电池快速充电方法研究

在我国大力发展民用电动交通产品的背景下,蓄电池得到了广泛的应用,对其技术研发与使用管理方面的研究也在不断深入。长期以来,蓄电池的应用受到常规充电方法的影响和限制,一般需要10～20 h才能完成一次充电,使得人们对其方便性、实用性产生质疑。因此,国内近年来加强了对于蓄电池快速充电方法的研究,并且取得了较多的科研成果,文中仅就相关问题进行论述。     

可调节型低抖动时钟占空比稳定电路的设计

介绍了一种用于高速流水线ADC双沿采样的时钟占空比稳定电路。在传统占空比稳定电路的基础上,增加含连续时间积分器的反馈环路,并设计了时钟周期检测电路,同时可通过SPI配置积分器的参考电压,在片外调节芯片制造过程中产生的误差,并在前端增设一个高增益带宽时钟放大器,用来放大幅度很小(Vp-p<100 mV)的差分输入时钟信号。电路采用0.18 μm 1.8 V 1P5M CMOS工艺,可对频率范围为50~250 MHz、占空比范围为10% ~ 90%的输入时钟进行稳定调节,时钟峰-峰值抖动约为0.3 ps @ 250 MHz。     

应用于户用储能系统的电池功率自适应下垂控制

以户用储能系统为研究对象,采用下垂控制调节电池功率,即由逆变器控制直流母线,电池的双向DC/DC控制器根据母线电压调节电池功率,该控制方法的优势在于方便实现多直流源并联。双向DC/DC变换器的电路拓扑采用交错式双向Boost变换器,并给出了下垂控制器的具体设计方法。针对系统中普遍存在的因电压采样偏差(逆变器与DC/DC变换器的电压采样是独立的,存在偏差)导致的功率控制偏差问题,提出了两种电池功率自适应控制策略:电压补偿和功率补偿,并给出了具体的实施方法。最后设计了一台5 kW样机,分别实现了两种策略,并进行了对比分析,实验结果验证了所提出策略的有效性。     

基于互补PWM控制的双功率变换在混合储能控制中的研究

为了克服在暂态过程中出现的电压跌路、负荷冲击导致的母线电压不稳定对微电网运行的影响,提出采用功率前馈和双闭环控制的双功率变换拓扑结构。该方案把超级电容和蓄电池结合,引入 双功率变换回路,对结构中两个功率半导体器件采用互补PWM控制,实现能量双向变换;建立了其状态方程模型,进行仿真;结果表明该结构及控制策略能有效的抑制暂态过程中直流母线的电压波动。     

蓄电池在线能量检测仪及其应用

蓄电池在线维护就是通过分析其电压、电池内阻等数据,判断每块蓄电池对外输出能量大小,有无开路、短路故障现象。针对蓄电池在运行中的数据分析研究,试制出了蓄电池在线能量检测仪。     

基于直接采样相移法的蓄电池内阻测量

现代通信系统中,蓄电池是直流供电系统的最后一道安全保障。蓄电池的好坏及供电质量,直接影响到整个通信系统的安全可靠运行。蓄电池内阻是评价蓄电池质量的重要参数。文中详细介绍了交流法测量蓄电池内阻的基本原理,针对该方法存在的缺陷,提出了直接采样相移法测量蓄电池内阻的新方法,并用硬件电路实现了该方法。     

基于斩波电路的占空比最优控制研究

文中以常见的斩波电路为研究对象,通过对电路的电流、电压和功率要素的分析与计算,将各要素用占空比D表示,并从占空比的角度分析以上要素的极值与范围,从而体现占空比对器件要素性能的最优控制及影响,为用户在选择电路器件时提供了更多的选择。     

钒电池系统用控制管理系统关键技术研究

目前,新能源应用比较广泛的就是太阳能和风能,而钒液流储能电池是其中非常重要的组成部分,属于一种蓄电储能装置,而在钒电池系统中,控制管理系统技术占据非常重大的意义,直接关系到整个系统的运行状态。基于这一情况,本文就针对钒电池系统用控制管理系统的关键技术开展研究,为我国的现代化建设提供一定的帮助,也为实现可持续发展奠定坚实的基础。     

变电站蓄电池在线监测系统设计与实现

蓄电池是变电站的重要设备之一,随着电力系统和通讯系统的不断改善和发展,对蓄电池组的可靠性,对无人值守站、机房后备电源的监测与监控等要求也相应提高,蓄电池的运行监测及其运行维护问题成为研究热点。文中论述了变电站蓄电池在线监测系统的工作原理和一些常见问题,如蓄电池好坏的判断、蓄电池容量的测试、快速查找电压过低的单节或多节蓄电池的方法等。     

基于单片机实现的一种独特的PWM控制方法

通过分析研究单片机87C196MC波形发生器产生PWM脉冲及死区延时的工作机理,提出一种通过调整单片机死区时间实现DC/DC变换器PWM控制的新方法,给出了其编程设计思路、理论分析与实验结果。