基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模電池組充放電效能優(yōu)化控制系統(tǒng).pdf

1、蓄電池作為最常用的儲(chǔ)能設(shè)備，廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。隨著國(guó)家科學(xué)發(fā)展和節(jié)能減排的不斷推進(jìn)，《鉛蓄電池行業(yè)準(zhǔn)入條件》即將頒布，勢(shì)必淘汰落后產(chǎn)能，促使得蓄電池企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模成倍增大。目前普通蓄電池化成車間化成規(guī)模已由原來(lái)的幾千節(jié)激增至現(xiàn)在20000到45000節(jié)，每天充放電電能大約在5000千伏安時(shí)至10000千伏安時(shí)之間。由于傳統(tǒng)的充放電系統(tǒng)針對(duì)單路蓄電池組為控制對(duì)象設(shè)計(jì)，沒有考慮大規(guī)模蓄電池充放電的情況。所以充放電蓄電池規(guī)模擴(kuò)大后，

2、沒能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)效能優(yōu)化。而且隨著蓄電池規(guī)模擴(kuò)大，有線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的布線以及線路防干擾防腐蝕的問題也越發(fā)凸出。
　　 本文針對(duì)大規(guī)模蓄電池充放電過(guò)程，依托無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電力電子技術(shù)和模糊控制技術(shù)，進(jìn)行系統(tǒng)效能優(yōu)化的研究。主要完成了以下內(nèi)容：
　　 (1)針對(duì)大規(guī)模蓄電池的系統(tǒng)主電路：設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)利用直流母線作為平臺(tái)的充放電系統(tǒng)主電路，將多組DC/DC單元連接起來(lái)，利用系統(tǒng)的蓄電池規(guī)模，使放電蓄電池電能最大限度地用于充電蓄電池

3、，放電多出的部分電能通過(guò)DC/AC單元逆變回電網(wǎng)，充電不足部分電能通過(guò)AC/DC單元由電網(wǎng)整流補(bǔ)充，發(fā)揮大規(guī)模的優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)效能優(yōu)化。
　　 (2)通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)蓄電池狀態(tài)，除了采集常規(guī)的電壓、電流和溫度外，進(jìn)一步監(jiān)測(cè)蓄電池的內(nèi)阻和安時(shí)值。以單路蓄電池組最高單節(jié)溫度和最大單節(jié)內(nèi)阻作為輸入，經(jīng)過(guò)模糊運(yùn)算，輸出比例常數(shù)Kp和積分常數(shù)Ti，實(shí)現(xiàn)充放電PI控制參數(shù)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)。使得系統(tǒng)控制對(duì)象由傳統(tǒng)的蓄電池組改

4、進(jìn)為蓄電池，提高系統(tǒng)控制精度降低能耗。并且解決了大規(guī)模布線、線路干擾和酸霧腐蝕的問題。
　　 樣機(jī)測(cè)試結(jié)果表明：在系統(tǒng)所有蓄電池組都處于充/放電狀態(tài)時(shí)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)的效率高于當(dāng)前充放電機(jī)組成的系統(tǒng)2％。當(dāng)部分蓄電池組處于充電，另一部分放電時(shí)，設(shè)計(jì)系統(tǒng)在能效、諧波含量、功率因素三個(gè)指標(biāo)上都顯著優(yōu)于現(xiàn)有系統(tǒng)。綜合各種情況，系統(tǒng)效率相對(duì)于傳統(tǒng)充放電系統(tǒng)平均高4％，以車間每天充放電能5000千伏安時(shí)來(lái)計(jì)算，所設(shè)計(jì)系統(tǒng)每天每車間節(jié)省電能200