LMK107SD183JA-T大容量蓄電池的放電維護(hù)通常采用兩種方法進(jìn)行：一是串接負(fù)載電阻放電，把蓄電池存儲(chǔ)的電能耗散在大功率電阻的發(fā)熱中，因此，每進(jìn)行一次維護(hù)工作須消耗大量的電能，并且要及時(shí)監(jiān)視蓄電池電壓的變化，以防過放的發(fā)生，其放電電流控制也不方便；另一種是采用晶閘管有源逆變方式進(jìn)行放電維護(hù)，該方式將電能饋送電網(wǎng)，以達(dá)節(jié)能降耗目的，該方式雖然可將能量返回給電網(wǎng)起到節(jié)能作用，但由于其反饋給電網(wǎng)的電流波形為方波，含有大量的高次諧波成分，對(duì)電網(wǎng)造成諧波污染，且運(yùn)行時(shí)電磁噪聲較大，并網(wǎng)功率因數(shù)也較低，會(huì)損失大量的無功電能。

蓄電池的充放電系統(tǒng)需要控制直流電流和直流電壓，而交流并網(wǎng)電流也是需要控制的，因此，該系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu)應(yīng)包含有三閉環(huán)控制。

VB＊為蓄電池充放電電壓指令值，VB為蓄電池實(shí)際反饋電壓，VT為電壓調(diào)節(jié)器，其輸出為充放電電流指令值IB＊，IB為實(shí)際充放電直流電流，LT1為直流電流調(diào)節(jié)器，LT1的輸出IM＊作為并網(wǎng)電流的幅值給定，其正負(fù)就決定了是放電還是充電，即其逆變器并網(wǎng)電流與電網(wǎng)電壓是同相還是反相。TB為同步電壓變換器，IM＊與同步變換器輸出UAK＊的乘積為Ia＊，Ia＊再作為并網(wǎng)交流電流的給定，經(jīng)LT2電流調(diào)節(jié)器實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)電流Ia的跟蹤控制，也即指令電流Ia＊與電網(wǎng)的對(duì)應(yīng)相位是相同還是相反。做為另外兩相電流給定值Ib＊及Ic＊的控制與Ia＊的控制方式相同，直流電壓調(diào)節(jié)器VT和直流電流調(diào)節(jié)器LT1不變。

由于系統(tǒng)存在三閉環(huán)控制，各調(diào)節(jié)器的控制參數(shù)設(shè)定對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和快速性有較大影響，各調(diào)節(jié)器參數(shù)應(yīng)合理優(yōu)化設(shè)計(jì)，以保證系統(tǒng)的充放電電壓和電流的穩(wěn)定。

為了實(shí)現(xiàn)蓄電池充放電曲線的控制，在充放電過程中，可以設(shè)定VB＊和VT調(diào)節(jié)器的輸出限幅IBmax＊，在不同的充放電電壓區(qū)域，由于VT調(diào)節(jié)器開始時(shí)一般是處于飽和狀態(tài)，其輸出處于限幅值，所以充放電電流跟蹤IBmax＊，當(dāng)蓄電池電壓達(dá)到某點(diǎn)設(shè)定電壓值時(shí)，再次修改VT調(diào)節(jié)器輸出限幅即可。在充放電的最后階段，VT調(diào)節(jié)器會(huì)自動(dòng)進(jìn)入退飽和調(diào)節(jié)，并控制蓄電池充放電電壓滿足設(shè)定要求。

雙向SPWM整流逆變控制技術(shù)的關(guān)鍵在于交流電流內(nèi)環(huán)的電流跟蹤控制，電流跟蹤控制的方式有多種，如電流滯環(huán)比較控制、SPWM異步閉環(huán)電流控制、電流數(shù)字預(yù)估控制、電壓矢量運(yùn)算控制等。

滯環(huán)PWM電流控制是一種較為傳統(tǒng)的控制方法，其結(jié)構(gòu)DP為上下橋臂驅(qū)動(dòng)電路，KH為滯環(huán)比較器。滯環(huán)比較方式的特點(diǎn)是采用硬件電路比較，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，電流控制的響應(yīng)很快，誤差可控，但輸出電流的諧波較多，電磁噪聲較大。

對(duì)于該型的蓄電池充放電維護(hù)裝置，除了要具備一般的逆變電源保護(hù)功能，如交流過流、直流過流、短路、蓄電池過充過放、散熱器超溫等，特別還應(yīng)有孤島效應(yīng)的防止與保護(hù)功能。孤島效應(yīng)是指并網(wǎng)型逆變電源在電網(wǎng)斷電時(shí)，逆變器仍然保持對(duì)失壓電網(wǎng)中的某一部分線路繼續(xù)供電的狀態(tài)，這樣電力孤島效應(yīng)區(qū)域會(huì)發(fā)生電壓和頻率不穩(wěn)定現(xiàn)象，有可能對(duì)外部設(shè)備造成損壞或發(fā)生觸電安全事故。圖7為孤島效應(yīng)的發(fā)生機(jī)理，正常供電時(shí)，開關(guān)A閉合，蓄電池逆變電源和電網(wǎng)同時(shí)給負(fù)載供電。當(dāng)電網(wǎng)突然停電，即從A處斷開，若這時(shí)負(fù)載阻抗正好與輸出電流相匹配，則在電網(wǎng)斷開時(shí)，負(fù)載電壓不會(huì)有任何變化，采用常規(guī)檢測(cè)電壓方法，系統(tǒng)無法判斷電網(wǎng)停電，仍然繼續(xù)向負(fù)載供電，即產(chǎn)生了孤島效應(yīng)。對(duì)孤島效應(yīng)的識(shí)別有多種方式，可以分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩類。一般規(guī)定并網(wǎng)逆變電源本機(jī)應(yīng)同時(shí)具有主動(dòng)和被動(dòng)識(shí)別能力，以提高孤島效應(yīng)識(shí)別的可靠性，并且要求識(shí)別響應(yīng)時(shí)間應(yīng)小于1s。主動(dòng)式孤島效應(yīng)的識(shí)別方式有主動(dòng)頻率偏移、有功功率變動(dòng)、無功功率變動(dòng)等。被動(dòng)式方式有電壓相位跳動(dòng)、三次電壓諧波變動(dòng)、頻率變化等。

采用雙向SPWM逆變整流技術(shù)的蓄電池充放電維護(hù)裝置，由于其可以方便地實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)充放電電流的正弦波形和高功率因數(shù)控制，對(duì)電網(wǎng)無污染，因此是高效節(jié)能的綠色電源。系統(tǒng)功率開關(guān)器件選用IGBT，其開關(guān)工作頻率可以達(dá)到20kHz以上，采用專用的DSP數(shù)據(jù)處理器控制，正弦波形的畸變率很小、噪音很低，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的具有蓄電池聯(lián)網(wǎng)群控智能化充放電的管理功能，可以適應(yīng)不同電壓等級(jí)和類型的蓄電池生產(chǎn)和維護(hù)。由于該裝置具有良好的控制性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，其推廣應(yīng)用前景良好。

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