Control method for energy storage battery system in microgrid

Авторы: Iflowpower –Портативті электр станциясының жеткізушісі

Аннотация: Осы өнертабыс мына қадамдарды қоса алғанда, микротордағы энергия сақтау батареялары жүйесін басқару әдісін ұсынады: 1) микрожелілік жүйені құру, энергия сақтау батареясын конфигурациялау және контакт арқылы жүктемені қосу үшін басқару параметрі; 2) Энергияны сақтау батареясын өлшеу Зарядталған электр қуатын SOC және жүктеменің белсенді қуаты мен үзік-үзік қуат көзі арасындағы қуат айырмашылығын есептейді. 3) жүктеменің белсенді қуаты мен үзіліссіз қоректендірудің максималды қуатының арасындағы қуат айырмашылығы нөлден жоғары болса, аккумулятор зарядсыздану режимінде жұмыс істейді; егер жүктеменің белсенді қуаты мен үзік-үзік қуат көзінің максималды қуатын өндіру арасындағы қуат айырмашылығы нөлден аз болса, энергия сақтау батареясы зарядтау режимінде жұмыс істейді және аккумулятор батареясының зарядтау қуатына сәйкес энергия сақтау батареясының зарядталуын таңдайды SOC. Кезең; 4) Сақтау батареясының зарядтау күйіндегі басқару режимі негізінде үзіліссіз қоректендіруді басқару режимін таңдаңыз.

Бұл әдіс энергия сақтау батареясының зарядтау мерзімін тиімді ұзартуға, үзіліссіз энергияны пайдалануды және батареяны зарядтау тұрақтылығын жақсартуға мүмкіндік береді. Өнертапқыштар: Пэн Ён Дуан Вэнхуй Ван Пэн Цзян Зу Мин Вэй Хуй Ён Хуан Менглан Ян Хуй 1. Микрогридтегі кіріс ұяшықты батарея жүйесін басқару әдісі, оның ішінде қадамдар: 1) Микротор жүйесін құру, сақтау батареясын конфигурациялау және контактілерді беру. байланыс; 2) Энергия жинақтаушы аккумулятордың SOC жүктемесінің электрлік сыйымдылығын өлшеңіз және жүктеменің белсенді қуаты мен үзік-үзік қуат көзі арасындағы қуат айырмашылығын есептеңіз.

3), егер жүктеме қуат қуатына ие болса және үзік-үзік қуат көзінің максималды қуатын өндіру Белсенді қуат арасындағы қуат айырмашылығы нөлден жоғары болса және энергияны сақтау батареясы разряд режимінде жұмыс істейді; жүктеме арасындағы қуат айырмашылығы қуат қуаты және үзілісті қуат көзінің максималды қуат өндіру қуаты болса, энергия сақтау батареясы зарядтау режимінде жұмыс істейді, және энергия сақтау батареясының зарядтау қуатына сәйкес SOC энергияның зарядтау фазасын таңдайды. сақтау батареясы; 4) Сақтау батареясындағы басқару режиміне сәйкес үзіліссіз қуат көзінің басқару режимін таңдаңыз. 1-тармаққа сәйкес микротордағы энергия сақтау батареясының жүйесін басқару әдісі, энергия сақтау батареясының бақылау параметрлері және контактілі желі арқылы жүктемені қосу маңызды жүктемеге және бақыланатын жүктемеге жүктеме жүктемесін қамтитынымен сипатталады. , Жүктеменің белсенді қуаты - маңызды жүктеменің және басқарылатын жүктеменің қуаты.

2-тармаққа сәйкес микротордағы энергия сақтаушы аккумуляторлар жүйесін басқару әдісі, аккумулятор батареясының зарядсыздану режимінде жұмыс істейтіндігімен және аккумулятордың зарядталған батареясы пайдаланылған кезде басқарылатын жүктеме жойылатындығымен сипатталады. Тек маңызды жүктеме үшін SOCMIN 0,5-0 құрайды.

6. 3-тармаққа сәйкес микротордағы энергия сақтау батареясының жүйесін басқару әдісі, ол энергия сақтау батареясының зарядтау фазасының энергия сақтау батареясының зарядтау фазасын қоса алғанда, жинақтаушы аккумулятордың зарядтау қуатының SOC негізінде таңдалуымен сипатталады. . Тұрақты ток жылдам зарядтау фазасы, тұрақты кернеуді зарядтау фазасы және қалқымалы зарядтау кезеңі; қашан SOCMIN
6-0,7, SOC2 0,7-0.

9, ал SOC3 мәні 0,9-1. 4-тармаққа сәйкес микротордағы энергия сақтаушы аккумуляторлық жүйені басқару әдісі, энергия сақтау батареясының зарядтау сатысы бір күнде, уақытында ену әдісін қолдана отырып, аккумуляторды деполяризациялау фазасын қамтитынымен сипатталады. энергия сақтау батареясының бірлігінің кернеуі мен сыйымдылығын жою үшін уақыт энергия сақтау батареясына теңестіріледі.

1-5 тармақтардың кез келген біріне сәйкес микротордағы энергияны сақтау батареяларының жүйесін басқару әдісі, сақтау батареясы зарядсыздану режимінде жұмыс істеген кезде үзіліссіз қоректендірудің максималды қуатты бақылау MPPT режимінде жұмыс істеуімен сипатталады; Сақтау батареясы зарядтау режимінде жұмыс істегенде, үзік-үзік қуат көзі максималды қуатты бақылау MPPT режимінде немесе тұрақты қуатты басқару режимінде жұмыс істейді. 6-тармаққа сәйкес микротордағы энергия сақтау батареясы жүйесін басқару әдісі, энергия сақтау батареясы зарядтау режимінде жұмыс істегенде, қуат айырмашылығы энергияны сақтау батареясына қажет зарядтау қуатынан аз болуымен сипатталады, үзіліссіз жыныстық қуат көзі максималды қуатты бақылау MPPT режимінде жұмыс істейді; сақтау батареясы зарядтау режимінде жұмыс істегенде, қуат айырмашылығы энергияны сақтау батареясына қажетті зарядтау қуатынан үлкен болса, үзіліссіз қуат көзі тұрақты қуатты басқару режимінде жұмыс істейді. ТЕХНИКАЛЫҚ ӨРІС Осы өнертабыс микро торлар саласына, атап айтқанда, энергия сақтау батареяларының жүйелерін басқару әдісіне қатысты.

ӨНЕРІПСІЗДІК ФОНЫ Жаңғыртылатын энергия көздерін дамыту және пайдалану болашақ желілердің сөзсіз үрдісі болып табылады, бірақ географиялық дисперсияға, үлкен ауытқуларға және жоғары қуат сапасына байланысты жаңартылатын энергия көздерінің көпшілігі дер кезінде және желіге қосыла алмайды. Соңғы жылдары микро желіні құру осы бөлінген энергияға қолжетімділік желілерін шешудің тиімді жолдарының бірі екені анықталды. Микротор - бұл қуат пен жүктеме арқылы бірігіп құрастырылған, пайдаланушыларды электр энергиясы мен жылумен қамтамасыз ететін жүйе.

Микротордың екі жұмыс режимі бар. Қалыпты жағдайда желіге қосылу желілік желіде жүзеге асырылады, ал электр желісінің ақаулығы немесе қуат ауытқуы тым үлкен болғанда, ол желіден шығарылады. Аралдың астында жаңартылатын энергия көздерінің ауытқуларына, кездейсоқтықтарына, миниатюралық газ турбиналары мен отын қуатының литий батареяларына байланысты, жүктеменің жылдам ауытқуы микро торға үлкен проблемалар әкеледі.

Қуатты энергияны сақтау құрылғысымен жабдықталған жүйе инерциясын арттыруға, жүйенің динамикалық жауап беру жылдамдығын жақсартуға, қуат сапасын жақсартуға және жүйенің қауіпсіздігі мен тұрақты жұмысын қамтамасыз етуге болады. Жаңартылатын энергияның үлкен ауытқуы мәселесін шешу үшін бөлінген энергия адекватты түрде пайдаланылады, ал сәйкес энергияны сақтау жүйесі микроторға енгізілген. Ұрыс сыйымдылығы, мысалы, қарапайым қорғасын-қышқылды аккумуляторлар, литий-иондық батареялар және т.б.

, жоғары энергия тығыздығы, тұрақты өнімділік, ұзақ қызмет ету, кең ауқымды өндіру және қолдану және микро тор жүйелерінде кең қолдану артықшылықтары бар. Электрлік көліктерді зарядтау сияқты дәстүрлі аккумуляторды қолдану саласында аккумулятордың зарядсыздану күші кездейсоқ өзгереді, бірақ оның зарядтау процесі ұзақ қызмет ету мерзімін қамтамасыз ету үшін өте тұрақты. Үлкен тордың тұрақтылығы болғандықтан, батарея толығымен зарядталған, тұрақты кернеуді зарядтау және қалқымалы зарядтау режимі.

Дегенмен, микро торда үзіліссіз қуат көзі тұрақты энергия көзімен қамтамасыз ете алмайды, ал энергия батареясымен қамтамасыз етіледі және өзінің зарядтау қуаты үзіліссіз қуат көзінің қуат өндіру қуатымен кездейсоқ өзгереді, осылайша электр қуатын басқару әдісі. батарея ұяшығы. Ал микроторды басқару әдісі үйлестірілген, ақылға қонымды ынтымақтастық болуы керек. Қазіргі уақытта үзік-үзік жаңартылатын энергия MPPT жұмыс режимінде жұмыс істейді, ал қуат сақтау батареясының зарядтау тогы мен кернеуі маңызды емес, бұл энергия сақтау батареясының қызмет ету мерзіміне айтарлықтай әсер етеді.

Жоғарыда аталған мәселелерді шешу үшін адамдар тамаша техникалық шешімді іздеді. ӨРТІБІШТІҢ ҚҰРАСТАУЫ Бұл өнертабыстың объектісі болып микро-торлы дизайндағы энергияны сақтау батареяларының жүйелерін басқару әдісін конструкторлық ғылым, күшті дизайн ғылымы, күшті дизайн ғылымы, күшті дизайн, жоғары тұрақтылық, жоғары тұрақтылық және пайдалану деңгейі жоғары. Жоғарыда аталған мақсатқа қол жеткізу үшін осы өнертабыста қолданылатын техникалық әдіс мына қадамдарды қоса алғанда, микротордағы энергияны сақтау батареялары жүйесін басқару әдісін бақылау болып табылады: 1) микроторлық жүйені құру, энергия сақтау батареясын және жүктемені конфигурациялау. контактілер арқылы жүктеменің қосылуының Параметрлері; 2) Энергия жинақтаушы аккумулятордың SOC жүктемесінің электрлік сыйымдылығын өлшеңіз және жүктеменің белсенді қуаты мен үзік-үзік қоректендіру көзінің максималды қуатын өндіру арасындағы қуат айырмашылығын есептеңіз; 3) Егер жүктемеде қуат болса және үзік-үзік қоректендіру көзінің максималды қуатын өндіру Қуат айырмашылығы нөлден жоғары болса, онда энергия сақтау батареясы разряд режимінде жұмыс істейді; егер жүктеменің белсенді қуаты мен үзік-үзік қуат көзі арасындағы қуат айырмашылығы нөлден аз болса, энергияны сақтау батареясы зарядтау режимінде жұмыс істейді, ал сақтау батареясының зарядына сәйкес SOC батареясы энергия сақтау батареясының зарядтау фазасын таңдайды; 4) Сақтау батареясындағы басқару режиміне сәйкес үзіліссіз қуат көзінің басқару режимін таңдаңыз.

Жоғарыда айтылғандарға сүйене отырып, энергия сақтау батареясының бақылау параметрлері және контактілі желі арқылы қосылған жүктеме жүктеменің қуатын және жүктеменің қуат қуатын және жүктеменің қуатын және басқарылатын жүктемені қамтиды. Жоғарыда айтылғандарға сүйене отырып, аккумулятор зарядсыздандыру режимінде жұмыс істейді, ал энергия сақтау батареясының қуаттан жүктеуге арналған SOC тек маңызды жүктемеге арналған, мұнда SOCMIN 0,5-0.

6. Жоғарыда айтылғандардың негізінде энергия сақтау батареясының зарядтау кезеңі энергия сақтау батареясының зарядына сәйкес таңдалады, оның ішінде энергия сақтау батареясының зарядтау фазасы тұрақты токқа жылдам зарядтау фазасына, тұрақты кернеуді зарядтау фазасына және қалқымалы зарядтау сатысы; қашан SOCMIN
6 -0,7, SOC2 0,7-0.

9, ал SOC3 0,9-1. Жоғарыда айтылғандарға сүйене отырып, энергия сақтау батареясының зарядтау сатысы сонымен қатар уақытында ену әдісін, бір күнде белгілі бір икемді басу уақытын пайдаланып, батареяның деполяризациясы фазасын қамтиды, энергия сақтау батареясын жою үшін энергия сақтау батареясын теңестіреді.

Дене арасындағы кернеу мен сыйымдылықтың теңгерілмеген құбылысы. Жоғарыда айтылғандарға сүйене отырып, аккумулятор зарядсыздану режимінде жұмыс істегенде, үзік-үзік қуат көзі MPPT максималды қуатты қадағалау режимінде жұмыс істейді; сақтау батареясы зарядтау режимінде жұмыс істегенде, үзік-үзік қуат көзі максималды қуатты бақылау MPPT режимінде немесе тұрақты қуатты басқару режимінде жұмыс істейді. Жоғарыда айтылғандардың негізінде үзік-үзік қуат көзі сақтау батареясы зарядтау режимінде жұмыс істегенде максималды қуатты қадағалау MPPT режимінде жұмыс істейді және қуат айырмашылығы энергия сақтау батареясына қажет зарядтау қуатынан аз болады; аккумулятор зарядтау режимінде жұмыс істегенде, Қуат айырмашылығы қуат сақтау батареясына қажетті зарядтау қуатынан үлкен болған кезде, үзік-үзік қуат көзі тұрақты қуатты басқару режимінде жұмыс істейді.

Осы өнертабыс көрнекті мәнді сипаттамасы және елеулі прогреске ие техниканың алдыңғы түріне қатысты, және атап айтқанда, осы өнертабыс энергияны сақтау режимін және инвертордың сыйымдылығын, байланыс желісінің қуатын және электр қуатын ақылға қонымды жобалау арқылы микроторды басқару режимін сақтайды. жүктеменің белсенді қуаты. Ынтымақтастықта микротордағы аккумулятордың тұрақты ток, тұрақты қысым, қалқымалы зарядтау бақылауына қол жеткізіледі, аккумулятордың зарядталуын дәл бақылауды қамтамасыз етеді, батареяның қызмет ету мерзімін ұзартады, микротордың ішіндегі тұрақтылықты жақсартады, оның дизайны Ғылыми, күшті практикалық, жақсы. ынтымақтастық, жоғары тұрақтылық, жоғары пайдалану коэффициенті. СУРЕТТЕРДІҢ ҚЫСҚА СИПАТТАМАСЫ CУР.

1 - осы өнертабыстың схемалық құрылымдық диаграммасы. 2 - осы өнертабыстың қуат беру және басқару құрылымының схемалық диаграммасы. Інжір.

3 - осы өнертабыстың жартылай фабрикатының схемалық құрылымдық диаграммасы. Нақты іске асыру әдісі осы өнертабыстың техникалық әдісін нақты іске асыру тәсілімен одан әрі сипаттайды. Микрожелілік бақылаудың мақсаты электр желісінің тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін жаңартылатын энергияны пайдалануды арттыру және микрожелінің таратылатын электрмен жабдықтаудың жаңартылатын энергиясын пайдалана алатын дәстүрлі тарату желісімен үйлестіруін қамтамасыз ету, бірақ сонымен қатар электр желісінде.

Жүктеме сенімді электр қуатын қамтамасыз етеді, тіпті дәстүрлі үлкен желі жағдайында да, бірнеше микро-торлар арасындағы сенімді жабдықтау әлі де бар, ал ішкі желі әлі де сенімді және ірі желілерді іске қосу үшін қажетті жағдайлар. Микро-желілік популяцияның типтік құрылымы 1-суретте көрсетілген. Дегенмен, микротордың ішкі құрамдастары көп және жел энергиясы, фотоэлектрлік электр энергиясын өндіру, микрогаз энергиясын өндіру және т.б. сияқты жалпы таралған қуат көздері.

, олардың сипаттамалары мен пайдалану әдістері әртүрлі, ал басқару әдістері мен тор құрылымдары әртүрлі. Мысалы, микротордың түріне тұрақты шиналар режимі, айнымалы ток шинасы режимі, орталықтандырылған басқару режимі, дисперсиялық басқару режимі, 2-суретте көрсетілгендей типтік микротордың ішкі басқару құрылымы кіреді. Микротор мен басқа электр желілері арасында, микротор мен басқа микротор арасында. -торлар, ол көбінесе жанасу сызығымен жалғасады, ал олардың арасында байланыс сызығының ашық және жабылу сызығын басқару арқылы жиі байланысқан әлсіз байланыс болады.

Бір-бірін қолда. Микроторды басқарудың өзегі энергия сақтау жүйесін басқару болып табылады. Энергияны сақтау жүйесі желі үшін сенімді жиілік пен кернеуді қолдау болып табылады.

Ол жүйенің жағдайына сәйкес қуат балансын икемді түрде реттей алады, тұрақтылық пен экономикалық пайданы жақсарта алады. Дегенмен, энергия сақтау батареясының басқару режимінің өзі де өз өнімділігімен әсер етеді және шектеледі, және бұл патенттік өтінім микротордағы энергия сақтау батареясының жүйесін басқару әдісін қамтамасыз етеді, оның ішінде келесі қадамдар бар: 1) микро тор жүйесін орнату, конфигурациялау. энергия сақтау батареялары және контактілі желі арқылы жүктемені қосудың бақылау параметрлері; 2) Энергия жинақтаушы аккумулятордың SOC жүктеме сыйымдылығын өлшеңіз және жүктеменің белсенді қуаты мен үзіліссіз қоректенуінің қуат айырмашылығын есептеңіз, максималды қуат өндірудің белсенді қуаты есептеледі; 3) Егер жүктемеде қуат және үзіліс болса Қуат көзінің максималды өндіруі арасындағы қуат айырмашылығы нөлден жоғары болса, энергия сақтау батареясы разряд режимінде жұмыс істейді; егер жүктеменің белсенді қуаты мен үзік-үзік қуат көзінің максималды қуатын өндіру арасындағы қуат айырмашылығы нөлден аз болса, қуат сақтау батареясы зарядтау режимінде жұмыс істейді. Ал сақтау батареясының зарядтау қуатына сәйкес SOC, энергия сақтау батареясының зарядтау фазасы таңдалады; 4) Сақтау батареясының күйіндегі басқару режиміне сәйкес үзік-үзік қоректендірудің басқару режимін таңдаңыз.

Атап айтқанда, батареяның бақылау параметрлерін және контактілі желі арқылы қосылған жүктемені конфигурациялаңыз, соның ішінде жүктің қуаты мен жүктеме қуаты және жүктеме қуаты мен басқарылатын жүктеме. Қуат айырмасы нөлден жоғары болғанда, қуат сақтау батареясы зарядсыздандыру режимінде жұмыс істейді, ал батарея сыйымдылығы SOC болғанда
6 Жүктеменің белсенді қуаты мен үзіліссіз қуат көзі арасындағы қуат айырмашылығы, қуат өндіру арасындағы қуат айырмашылығы нөлден аз болғанда, қуат сақтау батареясы зарядтау режимінде жұмыс істейді. Зарядтау батареясын зарядтау кезінде энергия сақтау батареясының бос кернеуін өлшеу оңай емес, сонымен қатар энергия сақтау батареясының ішкі кедергісін өзгерту оңай және аккумулятордың зарядталуын анықтаудың әдеттегі әдісінен ерекшеленеді. зарядтау кернеуіне және қуат сақтау батареясының зарядына сәйкес кезең. Қуат SOC қуатын біріктіру әдісімен салыстырмалы түрде оңай өлшенуі мүмкін, ал жалпы энергия сақтау батареясының кернеуі энергияны сақтау батареясының заряд мөлшерімен салыстырмалы түрде тұрақты сәйкес қатынасқа ие.

Сондықтан зарядтау кезеңін сақтау батареясының зарядының SOC мөлшеріне сәйкес бөлуге болады. Сақтау батареясының зарядтау қуатына байланысты SOC, қуат сақтау батареясының зарядтау кезеңі, оның ішінде энергия сақтау батареясының тұрақты ток жылдам зарядтау фазасына зарядтау фазасы, тұрақты кернеуді зарядтау фазасы және қалқымалы зарядтау кезеңі таңдалады. SOCMIN
6-0,7, SOC2 мәні 0,7-0.

9, ал SOC3 мәні 0,9-1. Іс жүзінде қуат сақтау батареясының зарядтау сатысы сонымен қатар энергия сақтау батареясын поляризация сатысына, яғни теңдестірілген зарядтау кезеңіне дейін қамтиды.

Көп поляризация әдісі энергия сақтау батареясының бірлігінің кернеуі мен сыйымдылығын жою үшін бір күн ішінде белгілі бір бекітілген баспасөз уақытында энергия сақтау батареясын теңестіру үшін қолданылады. Сақтау батареясының мономері арасындағы теңгерімсіздік өте маңызды, өйткені пайдалану уақыты ауыр, мономерлер арасындағы теңгерімсіздік батарея ұяшығының зарядтау және разрядтау тереңдігіне және өлшеу дәлдігіне әсер етеді, ал үлкен кернеу белгілі бір уақыт аралығында болады. Теңгерілген батарея қуат сақтау батареясының мономерлері арасындағы теңгерімсіздікті азайтады, қуат сақтау батареясының поляризациясын болдырмайды және 1.

Бұл орындалу кезінде энергия сақтау батареясының тепе-теңдік зарядтау кернеуі ретінде 3 есе энергия сақтау батареясы пайдаланылады. Зарядтауды теңестіру режимінде үзік-үзік қоректендіру көзі арасындағы тұрақсыз үзіліссіз электрмен жабдықтауды өтеуге болады, байланыс желісінің қуаты PLEM энергия сақтау батареясының қуатын қанағаттандырады, ал зарядтау қуаты электр энергиясын өндіру қуаты сияқты емес. үзік-үзік қуат көзі кездейсоқ өзгереді, бұл үзіліспен жаңартылатын энергияны пайдалану тиімділігіне әсер етпейді. Сақтау батареясы зарядсыздану режимінде жұмыс істегенде, үзіліссіз қуат көзі MPPT максималды қуатты қадағалау режимінде жұмыс істейді; сақтау батареясы зарядтау режимінде жұмыс істегенде, үзік-үзік қуат көзі максималды қуатты бақылау MPPT режимінде немесе тұрақты қуатты басқару режимінде жұмыс істейді.

Атап айтқанда, аккумулятор зарядтау режимінде жұмыс істегенде және қуат айырмашылығы қуат сақтау батареясына қажет зарядтау қуатынан аз болса; үзік-үзік қуат көзі максималды қуатты бақылау MPPT режимінде жұмыс істейді; сақтау батареясы зарядтау режимінде жұмыс істегенде, қуат айырмашылығы қуат сақтау батареясына қажетті зарядтау қуатынан үлкен болған кезде, үзіліссіз қуат көзі тұрақты қуатты басқару режимінде жұмыс істейді. Зарядтау режимінде қуат айырмашылығы қуат сақтау батареясына қажетті зарядтау қуатынан жоғары болатын жағдай болуы мүмкін, тіпті жоғарыда көрсетілген қуат айырмашылығы зарядтау қуаты мен энергияны сақтауға қажетті байланыс желісінің қосындысынан үлкенірек болуы мүмкін. батарея, және микротор жүйесі Жүйенің жиілігі мен кернеуі және кернеудің шығысы сияқты жүйенің тұрақтылығына әсер ететін қуатты өндірудің қатты артығы бар. жүйенің тұрақтылығын қамтамасыз ету үшін оның қуат өндіру қуатын азайту. Жоғарыда келтірілген нұсқа осы өнертабыстың техникалық әдісін көрсетуге арналғанын және өнертабысты шектеуге арналмағанын атап өту керек.

Өнертабысты жүзеге асырудың нақты тәсілі өзгертілген немесе өнертабыстың техникалық сипаттамаларының бөлігі; осы өнертабыстың техникалық әдісінің рухынан ауытқымай, ол осы өнертабысқа сәйкес сұрауды қорғаудың техникалық әдісінің аясына қосылуы керек. Редактор: Шан.