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Controlador em usina fotovoltaica

Internet 2019-01-25 10:31:22

O controlador é uma parte importante da estação de energia fotovoltaica.Quando projetar o controlador, ele deve levar em conta se o controlador pode otimizar o controle e gerenciamento da conversão de energia da estação de energia fotovoltaica e o carregamento da bateria. Somente escolhendo o tipo certo podemos melhorar a segurança e a confiabilidade das usinas fotovoltaicas e fornecer aos usuários melhor qualidade de energia.

planta de energia fotovoltaica é geralmente operado por um conjunto separado de células fotovoltaicas, baterias, controlador, inversor, linhas de transmissão de baixa tensão e componentes de carga de utilizador. Em que o caso de armazenamento da bateria desempenha o papel de ajustar a energia: a energia gerada por células fotovoltaicas luz natural suficiente excesso, pacote de excesso de bateria energia armazenada, quando a capacidade do sistema é a eletricidade insuficiente ou capacidade de carga, a carga da bateria com a carga adicionada E mantenha a tensão de alimentação estável. O controlador é uma secção da instalação de energia fotovoltaica controlo: muda de acordo com a intensidade de luz solar e de carga estado constantemente operacional da bateria e regulador de comutação, de modo que na carga, descarga ou flutuar carregamento e outras condições de operação alternadamente, de modo a assegurar a continuidade e estabilidade do trabalho usina PV; detectando o estado de carga da bateria, a bateria continua a emitir carregada, o carregamento é interrompido, continuar a desempenhar, para reduzir a quantidade de descarga ou instrução paragem de descarga, proteger a bateria contra sobrecarga e ainda mais fundamental, o controlador também tem uma variedade de funções de proteção e monitoramento, o controlador é alimentado hub planta inteira, que afeta diretamente a confiabilidade da saúde geral da planta, o projeto do sistema, a produção eo processo de instalação requer uma atenção especial, corrimento Parte

ControladorPrincípio básico de controle de carga e descarga

1 controle de carregamento da bateria

Baterias diferentes têm diferentes características de carga e descarga, portanto, diferentes estratégias de controle também são necessárias. Aqui, a bateria de chumbo-ácido é usada como exemplo para ilustrar o princípio de funcionamento do controlador.

Há muitas maneiras de carregar baterias de chumbo-ácido, como carga flutuante, carga de tensão constante limitadora de corrente e carga de voltagem incremental. O mais usado é o carregamento de tensão constante limite atual A variação de tensão do terminal da bateria durante o carregamento é mostrada no lado esquerdo da figura abaixo.

O processo de carregamento é dividido em três fases. A primeira fase, o ácido sulfúrico formado no tempo material de onda activa porosa para se espalhar para a placa exterior, aumentando assim o potencial da bateria, a tensão no terminal da bateria aumenta rapidamente (OA parágrafo); uma segunda fase, com os microporos de substâncias activas aumentando a proporção de ácido sulfúrico na velocidade e a velocidade de difusão tendem a equilibrar-se gradualmente, de modo que a voltagem da bateria aumenta lentamente (AB anterior); a terceira fase, a corrente de água em grande decomposição da bateria, uma grande quantidade no início das duas placas de eléctrodos gás, que é um mau condutor e capaz de aumentar a resistência interna da bateria, mas a voltagem terminal da bateria continua a subir aumento significativamente mais lenta (segmento CD). Após o terceiro estágio, se a bateria estiver continuamente carregada, ela será danificada devido a sobrecarga, o que afetará a vida útil da bateria. De acordo com este princípio, a medição da tensão é fornecido no controlador e um circuito comparador de tensão, através da monitorização do valor da tensão do ponto D pode ser determinado se a extremidade de carregamento da bateria, o que é um comparador de controlo tipo de controlo de voltagem de carregamento disposta D A tensão pontual é chamada de "limiar de tensão" ou limite de tensão.

2 princípio básico de controle de descarga da bateria

O processo de descarga de baterias de chumbo-ácido. Semelhante ao processo de carregamento, a tensão terminal da bateria durante o processo de descarga também é composta de três estágios. A primeira etapa, quando a descarga começa, gota rápida curto na voltagem terminal da bateria (OA parágrafo); uma segunda fase, a voltagem terminal da bateria diminui gradualmente (secção CA); uma terceira fase, a tensão nos terminais da bateria de uma forma muito curto espaço de tempo rápido Lower (segmento CD). Pode-se observar que, durante o processo de descarga, quanto maior a segunda fase, maior a tensão média e melhores as características da tensão. De acordo com este princípio, a medição da tensão é fornecido no controlador e um circuito comparador de tensão, através da detecção do valor da tensão do ponto D, a bateria pode ser determinado se a extremidade de descarga, este comando de descarga é controlado por tensão, a tensão no ponto D é chamado " Tensão limite "ou" limite de tensão ".

Tipo de controlador e características

Sistemas fotovoltaicos atualmente utilizadosControlador de carga e descargaExistem vários tipos de desvio de série e tipo de pulso, cada um com suas próprias características, e os objetos do aplicativo também são diferentes.

1 controlador de série

O circuito controlador monitoriza a detecção de voltagem terminal da bateria, a bateria está totalmente carregada quando a tensão no terminal atinge um valor de limiar correspondente, o elemento controlador de comutação ligados em série do circuito de carga da bateria, o carregamento da bateria é interrompido, quando a tensão da bateria cair para a taxa de recuperação de tensão de limiar, O elemento de comutação aqui liga o circuito de carga da bateria e retoma o carregamento da bateria. As vantagens do controlador de série são tamanho pequeno, circuito simples e preço baixo, mas como o transistor de potência de controle tem uma queda de tensão no tubo, uma grande perda de energia é causada quando a tensão de carga é baixa. Além disso, quando o elemento de controle é desconectado, a tensão de entrada aumentará até o nível da tensão de circuito aberto da unidade de geração de energia, portanto o controlador de série é adequado para sistemas de geração de energia fotovoltaica abaixo do nível de quilowatts.

2 bypass controlador

O controlador monitora o circuito de monitorização da tensão de bateria, a bateria está totalmente carregada quando a tensão no terminal atinge a carga de energia limiar correspondente elemento de comutação, desligar o circuito de bateria, sobrecarregar elemento de comutação de corrente irá ser transferido para a carga de energia, o excesso A energia é convertida em calor. Quando a tensão do terminal da bateria cai para o limite de tensão para restaurar o carregamento, o elemento de comutação desconecta a carga que consome energia e simultaneamente liga o circuito de carga da bateria. O controlador de bypass é de design simples, barato e tem uma pequena perda de loop de carga, mas requer uma grande capacidade de transporte de corrente do elemento de controle. O controlador de bypass simples é usado principalmente para sistemas de geração de energia fotovoltaica abaixo do nível de quilowatts, e o controlador de bypass de alto padrão também pode ser usado para usinas fotovoltaicas de maior potência. Uma pluralidade de conjuntos de painéis solares em série dentro do quadrado, a tensão de carga da bateria para conseguir o ajustamento da secção de controlo de bypass referido ignorar a série de um ou mais do painel de grupo, o circuito controlador esquemática de bypass parcial seguinte figura Mostrar

3 controladores multi-nível

O componente principal de um multi-circuito do controlador multi-estágio é um gerador de sinal de carga controlado por uma tensão de carga. controle de Multi-passo do estado de carga da bateria, o controlador automaticamente definida diferente corrente de carga: Quando a bateria não estiver no estado completo, permitindo que a corrente flua em toda bateria simulado; bateria quando quase cheia, o controlador chama alguns A potência de saída da política é reduzir a corrente que flui para a bateria, quando a bateria está gradualmente se aproximando da carga total, o carregamento "turbulento" é gradualmente interrompido. A aplicação do princípio do controlador de vários níveis a uma usina fotovoltaica composta de múltiplos subquadros pode formar controle multicanal e a corrente gerada por nenhuma das submatrizes se torna cada etapa da corrente de carga do controle de múltiplos estágios. De acordo com o estado de carga da bateria, o controlador ativa a entrada de cada sub matriz por sua vez, ou pode alternar a entrada de cada sub matriz para a carga consumidora de energia uma a uma, gerando correntes de carga de diferentes tamanhos. Como mostrado abaixo. Para aproveitar ao máximo a energia solar, o excesso de energia do sub-array também pode ser transferido para a carga de energia secundária.

Controlador de 4 pulsos

O componente principal do controlador de pulso é um gerador de pulsos de carga modulado por uma tensão de carga.O controlador opera de maneira cortante para carregar por pulso a bateria. No início do impulso de carga largura controlador vermelho aumenta à medida que a tensão de carga carregada, a largura de impulso de carga é gradualmente diminuído, a média corrente de carregamento é gradualmente reduzido, quando a voltagem de carregamento atinge um nível pré-estabelecido, a largura do pulso de carga se torna zero, a carga Terminado. O controlador de pulso tem modo de carregamento razoável e alta eficiência e é adequado para usinas de energia fotovoltaica com alta potência.

Uma modulação de largura de impulso (PWM) do controlador e os mesmos princípios básicos do controlador de pulso, a diferença principal é o gerador de impulso de carga é concebido para carregar um modulador de largura de impulso, de modo que a alteração temporal da corrente média de carregamento da bateria de carregamento de impulsos de corrente é mais de acordo com o estado de carga O estado ideal de carga é que a corrente de carga da bateria é aceitável. O controlador PWM com conversão AC-DC também pode realizar a função de rastreamento de potência máxima da usina de energia fotovoltaica. Portanto, o modulador de largura de pulso pode ser usado em usinas fotovoltaicas de larga escala, a desvantagem é que o próprio controlador de modulação por largura de pulso trará uma certa perda (cerca de 4% a 8%).



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