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蓄 电 池 双 向 充放 电控 制 策 略 研 究
蓄电池双向充放电控制策略研究
Ｃｏ ｔ ｌＳｔ ｔ ｇ ｆ Ｂａｔ ｒ ａ ｇｉｇ ａ ｄ ｎ ｒ ｒ ｅ ｙ ｏ ｔ ｙ Ｃｈ ｒ ｎ ｎ Ｄｉｃ ａ ｇｉｇ ｏ ａ ｅ ｓｈｒ ｎ
高 海 洲 胡 国珍 （ 黄石理３ 学院电气与电子信息工程学院， － － 湖北 黄石 ４ ５ ０ ） ３ ０ ３
的 发 展 ， 用 Ｓ ＷＭ 双 向整 流 逆 变技 术 可 以实 现 蓄 电池 的 充 放 采 Ｐ
电 控 制 ， 时 可 以 实 现 电 网 网侧 电流 正 弦 化 及 单位 功 率 因 素 ， 同 从 而 大 大 降 低 了装 置 对 电 网 的谐 波 污染 ，采 用 这 种 方 式 将 蓄 电 池
电 能 回馈 至 电 网 ， 大 节 省 了 电 能 。 大
１ 蓄 电 池 模 型 ［ ３ ］
蓄 电 池 是 系 统 中 最 薄 弱
的环 节 ， 而且 它 在 系 统 中 的
一 一
＝ Ｃ １ ＝
ｌ Ｉ
Ｌ 。 １“
作 用 不 可 替 代 的 ，因 而 针 对
大 多 系 统 中 采 用 的 免 维 护 铅
差 ， 要 相 应 增 加 母 线 电压 。Ｌ 、 及 Ｃ２组 成 滤 波 器 ， 蓄 电 需 １ Ｃ１ 使 池 获得 平 滑 的 电 流 、 电压 波 形 ； 压 器 可 以使 直 流 侧 电 压 和 电 网 变 电 压 适 配 ， 将 蓄 电池 组 和 电 网隔 离 Ｍ 。 井 ］
Ｌ ２ 一 一
摘 要
介 绍 了蓄 电池 充放 电模 型 ， 究 了单 相 Ｐ Ｍ 双 向 充放 电原 理 并 建 立 了相 应 状 态 空 间模 型 ， 此 基 础 上 提 出 了 以 蓄 电 研 Ｗ 在 池 电流 ， 电池 电压 、 网侧 电流 为控 制 量 的控 制 策 略 ， 通 过 仿 真 进 行 了原 理 验 证 ， 蓄 电 并 系统 能够 实现 能量 双 向流 动 。 关 键 词 ： 电 池模 型 ， 向 变换 器 ， 蓄 双 充放 电 控 制
目前 ， 规 的 蓄 电池 维 护大 都 采 用 充 电器 和 放 电器 ， 电器 常 充
一
２ 双 向 Ａ Ｄ 变 换 器 Ｃ— Ｃ
般采用 晶闸管控制 ， 因而 具 有 谐 波 严 重 、 率 因 数 低 等 缺 点 ， 功
主 电路采 用单 相 Ｐ Ｍ 的 Ａ ／ Ｗ Ｃ ＤＣ 的 电 压 型 的 拓 扑 结 构 ， Ｌ ２是 交 流 侧 电感 ， 现 Ｐ Ｍ 电 流 控 制 ， 理 选 择 电 感 Ｌ 实 Ｗ 合 ２对 系 统 至关 重 要 ：２选 择 过 小 会 使 输 出 电流 的 纹 波 较 大 ，产 生 大 的 Ｌ 电磁 噪 声 和 干 扰 ；２选 择 过 大 会 增 加 电压 降 ，使 电流 跟 踪 能 力 Ｌ
空间模型 ， 于单相 Ｐ 对 ＷＭ 这 样 二 阶 系 统 ， 里 选 择 电容 电 压 ｕ 这 。
和 电感 电流 ｉ作 为 状 态 变 量 ， 得 状 态 空 间表 达 式 如 下 ： 可
图 １中 Ｒ ｐ蓄 电池 自放 电 电 阻 ， ｃ蓄 电池 充 电 电阻 ， ｄ蓄 Ｒ Ｒ
电 池 放 电 电阻 ， Ｃｏ蓄 电池 容 量 等 效 电容 。利 用 检 测 的 参 数 （ 里 这 主 要 是 电 压 电 流 以及 温 度 ）进 行 处 理 根据 不 同 电 流放 电 时 Ｓ ＯＣ 与 电 压 的 关 系 ， 度 与 容量 的 关 系 ， 图 ２所示 。 温 如
一
而 蓄 电 池放 电 主 要 利 用 电 阻 放 电 ， 耗 了大 量 的 电 能 。 然 也 有 消 虽
少 数 采 用 晶 闸 管 有 源 逆 变 向 电 网馈 能 ，但 仍 不 可 避 免 地 因 为谐
波 和低 功 率 因 数 而 污 染 电 网 。随 着 电力 电 子 技 术 和 计 算 机 技 术
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ｈ 本 ｈ 卒
电 池 电
酸蓄 电池 的管理研究 成为研
究 中 的 重 点 ，而 对 蓄 电 池 来
图 ３ 双 向 ＡＣ— Ｃ 拓 扑 Ｄ
根 据 控 制 方 案 的 特 点 可 以选 择 不 同 的状 态 变 量 来 推 导 状 态
说充 电控制 和容量 预测是其
核心 。 图 １ 蓄 电池 模 型
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记作：＝ｘ Ｂ ； ｘＡ ＋ ｕ ＋
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（） Байду номын сангаас