一种基于冷热电系统的混合储能系统及方法_4

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计算公式如式 (5)所示:
(5)
[0104] 其中,U为交流母线电压有效值。
[0105] 第二可调分压电容C6.2的电容值C6.2的计算公式如式(6)所示:
C 6)
[0107] 其中,C6.3为分压电容C6.3的电容值。
[0108] 第一可调分压电容C6.1的电容值C6.1的计算公式如式(7)所示:
巧)
[0110] 其中,V6.1为采控电路参考电压值。
[0111] 采用基于冷热电系统的混合储能系统的混合储能方法,如图9所示,包括W下步 骤:
[0112] 步骤1:设定系统初始化参数:设定交流母线对软化蓄电器进行储电或者对储热箱 进行电储热的电压阔值、软化蓄电器对交流母线提供电能或者市电向交流母线提供电能的 电压阔值、功率跟随器参考电压值和采控电路参考电压值。
[0113] 本实施方式中,交流降压变压器变比K=IO,设定的交流母线对软化蓄电器进行储 电或者对储热箱进行电储热的电压阔值为化= 230V,设定的软化蓄电器对交流母线提供电 能或者市电向交流母线提供电能的电压阔值为化= 210V,已知交流母线的额定电压化= 220V,设定的功率跟随器参考电压为V2.1 = 240V,设定的采控电路参考电压为V6.1 = 10V。
[0114] 步骤2:根据系统初始化参数确定控流可变电阻的端电压,从而得到控流可变电阻 有效电阻,根据系统初始化参数确定第一可调分压电容值和第二可调分压电容值。
[0115] 本实施方式中,功率跟随器的电力晶体管发射极电压化= 0.9U,功率跟随器的电 力晶体管发射极到基极电压压降化bq = 7V,第一比例电阻的电阻值R2.1 = 100 Q,第二比例 电阻的电阻值R2.2 = 600 Q,设定功率跟随器参考电压V2.1 = 240V,代入公式(1)可得控流 可变电阻的两端电压值化2.5如式(8)所示:
(8)
[0117]本实施方式中,电力晶体管的电流放大倍数0 = 25,控流可变电阻的电阻值R2.5 = 50Q,则电力晶体管的集电极输出电流I。如式(9)所示:
(9)
[0119] 系统满足交流母线电压有效值每增加 IV,输出电流增加约3A(可通过调节控流可 变电阻R2.5的值对电流的增加速度进行调整)。
[0120] 本实施方式中,采控电路的分压电容C6.3 = 945pF,设定采控电路的参考电压V6.1 = IOV,由公式(3)、(4)可知,第一运算放大器的负极输入电压Ua=9.9V,第二运算放大器的 负极输入电压化= 9.45 V。
[0121] 由公式(5)可知,第一运算放大器和第二运算放大器的正极输入电压化= 0.04抓。
[0122] 由公式(6)、(7)可知,第一可调分压电容的电容值为C6. I = IOpF,第二可调分压电 容的电容值为C6.2 = 45pF。
[0123] 在系统运行过程中:
[0124] 当化>Ua时,第一运算放大器和第二运算放大器均输出逻辑高电平;
[0125] 当Ub<^<Ua时,第一运算放大器输出逻辑低电平,第二运算放大器输出逻辑高电 平;
[01%]当化 < 化时,第一运算放大器和第二运算放大器均输出逻辑低电平。
[0127] 步骤3:通过上位机设定软化蓄电器中铅蓄电池组上限阔值和下限阔值。
[0128] 本实施方式中,通过上位机设定软化蓄电器中铅蓄电池组上限阔值为120V,下限 阔值为85V。
[0129] 步骤4:设定软化升压电路的第五IGBT的通断周期T,确定采用市电分支逆变时第 五IGBT关断时间如3。
[0130] 本实施方式中,设定的软化升压电路的第五IGBT的通断周期T = O.02s,采用市电 分支逆变时第五IGBT关断时间g。的计算公式如式(10)所示:
(10)
[0132] 其中,Ui2 = 198V为市电经桥式整流滤波电路转化后的直流电压,Ud = 225V为软化 升压电路高压侧输出目标电压,得到采用市电分支逆变时第五IGBT关断时间苗。=〇.〇188。
[0133] 步骤5:断开各电磁继电器开关,闭合与冷热电联产系统和用户交流负载的交流母 线相连接的开关,PLC控制器对接触器输出闭合信号,闭合接触器。
[0134] 本实施方式中,断开第一电磁继电器至第五电磁继电器,闭合与冷热电联产系统 和用户交流负载的交流母线相连接的开关,PLC控制器对接触器输出闭合信号,闭合接触 器。
[0135] 步骤6:采集采控电路的第一运算放大器和第二运算放大器的逻辑输出值,采集软 化蓄电器中铅蓄电池组的电压,PLC通过判断交流母线的电压所在区间,对软化蓄电器和储 热箱的储放能模式进行控制,如图10所示。
[0136] 步骤6.1:采集采控电路的第一运算放大器和第二运算放大器的逻辑输出值,采集 软化蓄电器中铅蓄电池组的电压。
[0137] 步骤6.2:判断采控电路的第一运算放大器的逻辑输出值是否为高,若是,执行步 骤6.3,否则,执行步骤6.4。
[0138] 步骤6.3:断开采控电路的第五电磁继电器,执行步骤7。
[0139] 步骤6.4:判断采控电路的第二运算放大器的逻辑输出值是否为高,若是,执行步 骤6.5,否则,执行步骤6.10。
[0140] 步骤6.5:判断软化蓄电器中铅蓄电池组的电压是否低于其下限阔值,若是,执行 步骤6.6,否则,执行步骤6.8。
[0141] 步骤6.6:闭合软化升压器的第四电磁继电器,断开软化升压器的第=电磁继电 器。
[0142] 步骤6.7:根据设定的软化升压电路的第五IGBT的通断周期T和采用市电供电时第 五IGBT关断时间f。#。,对软化升压器的第五IGBT进行通断控制,执行步骤7。
[0143] 步骤6.8:断开软化升压器的第四电磁继电器,闭合软化升压器的第=电磁继电 器。
[0144] 步骤6.9:根据设定的软化升压电路的第五IGBT的通断周期T和软化蓄电器中铅蓄 电池组的电压计算采用软化蓄电器供电时软化升压器的第五IGBT的关断时间^6 ,对软化 升压器的第五IGBT进行通断控制,执行步骤7。
[0145] 本实施方式中,计算采用软化蓄电器供电时软化升压器的第五IGBT的关断时间 f。//,的计算公式如式(11)所示:
(11)
[0147]其中,Uii为低压侧铅蓄电池输出的直流电压,采用软化蓄电器供电时软化升压器 的第五IGBT的关断时间的范围为0.008-0.01 Os,随铅蓄电池组的端电压变化。
[014引步骤6.10:闭合采控电路的第五电磁继电器。
[0149] 本实施方式中,若此时软化升压器的第四电磁继电器断开,软化升压器的第=电 磁继电器闭合,则铅蓄电池组通过逆变对用户交流电负荷进行补给;若此时软化升压器的 第四电磁继电器闭合,软化升压器的第S电磁继电器断开,则市电经整流滤波后的通过逆 变对用户交流电负荷进行补给。
[0150] 步骤7:采集软化蓄电器中铅蓄电池组的电压,PLC通过判断软化蓄电器铅蓄电池 组的储电状况,控制第一电磁继电器和第二电磁继电器,实现对储热箱和软化蓄电器进行 储能控制,如图11所示。
[0151] 步骤7.1:采集软化蓄电器中铅蓄电池组的电压,判断采集的软化蓄电器中铅蓄电 池组的电压是否高于其上限阔值120V,若是,则执行步骤7.2,否则,执行步骤7.3。
[0152] 步骤7.2:断开第一电磁继电器,闭合第二电磁继电器,功率跟随器的电力晶体管 根据交流母线电压有效值大小进行通断操作,实现对储热箱的储热控制,执行步骤8。
[0153] 当交流母线电压有效值不大于交流母线对软化蓄电器进行储电或者对储热箱进 行电储热的电压阔值化= 230V时,功率跟随器的电力晶体管的发射极与集电极不导通,不 进行整流电储热。
[0154] 当交流母线电压有效值大于交流母线对软化蓄电器进行储电或者对储热箱进行 电储热的电压阔值化= 230V时,功率跟随器的电力晶体管的发射极与集电极导通,对储热 箱电加热丝进行供电,进行整流电储热。
[0155] 步骤7.3:闭合第一电磁继电器,断开第二电磁继电器,功率跟随器的电力晶体管 根据交流母线电压有效值大小进行通断操作,实现对软化蓄电器的储电控制。
[0156] 本实施方式中,当交流母线电压有效值不大于交流母线对软化蓄电器进行储电或 者对储热箱进行电储热的电压阔值化= 230V时,功率跟随器的电力晶体管的发射极与集电 极不导通,不进行整流储电。
[0157] 当交流母线电压有效值大于交流母线对软化蓄电器进行储电或者对储热箱进行 电储热的电压阔值化= 230V时,功率跟随器的电力晶体管的发射极与集电极导通,对软化 蓄电器的铅蓄电池组进行供电,进行储电。
[0158] 步骤8:判断接触器开关是否关断,若是,则系统工作结束,否则,返回步骤6。
【主权项】
1. 一种基于冷热电系统的混合储能系统,其特征在于,包括化c控制器、上位机、变流滤 波器、软化升压器、功率跟随器、软化蓄电器、桥式整流滤波电路、采控电路和储热装置: 所述变流滤波器通过开关、烙断器、接触器和隔离变压器连接到冷热电联产系统和用 户交流负载的交流母线,所述变流滤波器的直流侧正极连接所述功率跟随器的一端,所述 功率跟随器的另一端通过第一电磁继电器连接所述软化蓄电器,同时通过第二电磁继电器 连接所
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