1n，SPWM)方式控制算法简单且易于实现、输出谐波低等特点获得广泛应用，SPWM调制方式包括单极性调制和双极性调制，其中单极性倍频技术由于其全桥逆变频率是开关频率2倍，减小了开关管损耗和减小了电感感量因此更适合单相逆变控制。
[0046]本发明实施例提供的Buck-Boost变换电路3包括两个开关管S^S2和一个电感LdP电容C3，电感LjP电容形成LC滤波电路，实现蓄电池组4的恒压恒流控制，蓄电池组4并联在电容C3上。Buck-Boost电路参照图3所示。
[0047]Buck-Boost变换电路3工作原理分析:Buck-Boost变换电路3可在Buck模式和Boost模式之间自由切换。其工作在Buck模式，实现蓄电池组4的恒压恒流充电；工作在Boost模式，实现限流放电，稳定母线电压。Buck-Boost变换电路3在控制方式上可以分为独立PffM发波方式与上下桥臂互补PWM发波方式;其中独立PffM控制时，上下桥臂开关管不同时工作，即一个开关管工作，另外一个开关管封锁，利用其反并联体二极管续流。从图3中的电路分析可以知道:工作在Boost模式，S2封锁;工作在Buck模式，SI封锁。其优点在于控制上比较简单，只需要控制一个开关管;但是因为体二极管续流，会有较大的功率损耗。
[0048]采用互补Pmi发波控制时，上下桥臂两个开关管互补工作;互补Pmi控制方式其实仍然可以细分为两种类型。采用互补PWM发波控制，Buck-Boost变换电路3的工作模式由功率流向决定，通过电流电压环三环控制充放电过程。功放电时，高压侧电压作为被控对象，稳定母线电压;充电时，被控对象就变成低压侧电压，实现限压限流充电。这种控制方式在电感电流连续时同独立PWM控制方式无本质上的区别，但是在电感电流断续模式(Discontinuous Current Mode，DCM)下可获得软开关条件，降低开关损耗。
[0049]本发明中，Buck-Boost变换电路3工作在充电或放电状态时，需要设置充放电限制阀值，防止Buck-Boost变换电路3频繁地在充放电状态之间切换，引起不必要的能量损耗和波形畸变。综上所述，本文中的Buck-Boost双向DC-DC变换器在控制方式上选择互补PWM控制方式。
[0050]实现蓄电池充放电控制的控制方法见图5，为实现蓄电池充放电自适应控制目的，本实施例采用高性能的DSP芯片，完成MPPT和蓄电池充放电控制功能，保证工作的可靠性，提尚光能利用率。
[0051 ] 采用Boost电路实现光伏MPPT控制和稳定Boost输出电压。MPPT方案采用成熟的控制方法(P = U*I，功率跟踪方法)，具有较高的MPPT效率和稳定的电压输出。
[0052]蓄电池充放电控制采用双向Buck-Boost变换电路，采用互补发波。充电时，调整SI管占空比，S2跟随;充电控制采用两段式充电和小电流充电控制。
[0053]当蓄电池电压低于欠压点时，采用小电流激活充电，保证蓄电池过放时，可以恢复充电，延长蓄电的使用寿命。蓄电池电压高于欠压点，充电进入限压限流充电状态，限压电压为浮充电电压，恒流电流依据所配蓄电池的不同分别设置。
[0054]光照不足但大于负载消耗时，光伏充放电部件工作在最大功率充电状态，充分利用太阳光能;光照充足或蓄电池快充满时，光伏充放电部件工作在恒压充电状态，防止因过大电流和电压而导致的蓄电池损坏，延长了蓄电池寿命;光伏能量不足以供负载消耗时，蓄电池工作在放电状态，补充光伏能量的不足。
[0055]充电电压和充电电流的设置根据蓄电池的容量和电压自动生成，部分不合适数值可以通过手动调整实现，实现宽电压和可调充电电流功能。
[0056]放电功能同样采用调整SI管占空比S2跟随方式，不过此时的指令电流由正电流变为负电流，采用电压环和电流环，实现恒压恒流放电。该处恒压放电电压为Boost母线电压，恒流为蓄电池最大允许放电电流或硬件所允许的最大电流。放电主要是稳定Boost母线电压，补充光伏功率不足部分。
[0057]设置蓄电池放电保护功能和蓄电池循环充放电控制，防止因蓄电池过放引起的使用寿命缩短，提高蓄电池使用寿命。设置蓄电池充放电阀值，防止蓄电池充放电过程的频繁切换。
[0058]本发明提供的光伏储能蓄电池充放电系统使系统工作在:I)光伏供电、蓄电池充电运行;2)光伏供电、蓄电池充放电输出并网带载运行;3)蓄电池放电，并网带载运行;三种工况模式，采用适当的能量管理策略依据光伏组件输出功率、蓄电池S0C、负载情况合理切换系统工况，保证系统平稳运行。
[0059]以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的【具体实施方式】。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
【主权项】
1.一种光伏储能蓄电池充放电系统，其特征在于，包括光伏组件l、Boost升压电路2、Buck-Boost变换电路3、蓄电池组4、全桥逆变器电路5、市电6，所述光伏组件I通过所述Boost升压电路2提供稳定的直流母线;所述蓄电池组4经Buck-Boost变换电路3挂接到直流母线上，完成蓄电池组的充放电控制;所述市电6和负载7经全桥逆变电路5挂接在直流母线上，完成负载的供电控制； 其还包括一阵列电压采样单元，用于采样光伏组件输出电压信号Upv; 一 Boost输出电压采样单元，用于采样Boost升压电路的输出母线电压信号UB_t; 一充放电电压采样单元，用于采样Buck-Boost变换电路的输出充放电电压信号UBuck; 一阵列电流采样单元，用于采样光伏组件输出电流信号Ipv; 一充电放电电流采样单元，用于采样Buck-Boost变换电路的输出充电电流信号IBimk; 一 MPPT单元，根据光伏组件的输出电压信号Upv和光伏组件输出电流信号IPV，利用最大功率跟踪技术对光伏电池板进行最大功率跟踪，得到光伏电池板最佳工作电压U*pv; 一第一电压控制器，将所述MPPT单元的输出值U*PV与阵列电压采样电路输出值Upv取差值，经第一 PI控制器(PI_1)控制调节输出Irefl; 一第二电压控制器，将母线电压指令值1]抑。。^与母线电压采样电路的输出值UBcicist取差值，经第二 PI控制器(PI_2)控制调节输出Iref2; 一限幅控制单兀，根据第一电压控制器输出值IrefI与第二电压控制器输出值Iref2的大小设置所述限幅控制单元的输出值I*PV; —Boost电流控制器，将限幅控制单元的输出值I*PV与光伏阵列电流采样电路输出值Ipv取差值，经第三PI控制器(PI_3)控制调节输出驱动占空比给PffM发生器，驱动Boost升压电路； 一第四电压控制器，将母线电压指令值U^cicist2与母线电压采样电路的输出值UBcicist取差值，经第四PI控制器(PI _4 )控制调节输出I r e f 3 ; 一第五电压控制器，将充放电电压指令值U*Buck与充放电电压米样电路的输出值UBuck取差值，经第五PI控制器(P 1_5 )控制调节输出Iref4 ； 一限幅控制单元，根据第四电压控制器输出值Iref3与第五电压控制器输出值Iref4的大小设置所述限幅控制单元的输出值 一充放电电流控制器，将充放电限幅单元的输出值I*BUck与充放电电流采样电路输出值IBuck取差值，经第六PI控制器(PI_6)控制调节输出驱动占空比给PWM发生器，驱动Buck-Boost变换电路。
【专利摘要】本发明实施例提供了一种光伏储能蓄电池充放电系统，其包括光伏组件、Boost升压电路、Buck-Boost变换电路、蓄电池组、全桥逆变器电路、市电，所述光伏组件通过所述Boost升压电路提供稳定的直流母线；所述蓄电池组经Buck-Boost变换电路挂接到直流母线上，完成蓄电池组的充放电控制；所述市电和负载经全桥逆变电路挂接在直流母线上，完成负载的供电控制。本发明可以工作在光伏供电、蓄电池充电运行；光伏供电、蓄电池充放电输出并网带载运行；以及蓄电池放电，并网带载运行；三种工况模式，采用适当的能量管理策略依据光伏组件输出功率、蓄电池SOC、负载情况合理切换系统工况，保证系统平稳运行。
【IPC分类】H02J7/35, H02J3/38
【公开号】CN105529812
【申请号】CN201610083096
【发明人】陈伟, 郑周, 马志保, 张永, 杨彩虹, 彭凯
【申请人】合肥聚能新能源科技有限公司
【公开日】2016年4月27日
【申请日】2016年2月3日