基于無線傳感器網(wǎng)絡大規(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能設備，廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個部門。隨著國家科學發(fā)展和節(jié)能減排的不斷推進，《鉛蓄電池行業(yè)準入條件》即將頒布，勢必淘汰落后產(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5000千伏安時至10000千伏安時之間。由于傳統(tǒng)的充放電系統(tǒng)針對單路蓄電池組為控制對象設計，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)模擴大后，

2、沒能進一步實現(xiàn)效能優(yōu)化。而且隨著蓄電池規(guī)模擴大，有線監(jiān)測系統(tǒng)的布線以及線路防干擾防腐蝕的問題也越發(fā)凸出。
　　 本文針對大規(guī)模蓄電池充放電過程，依托無線傳感器網(wǎng)絡技術、電力電子技術和模糊控制技術，進行系統(tǒng)效能優(yōu)化的研究。主要完成了以下內(nèi)容：
　　 (1)針對大規(guī)模蓄電池的系統(tǒng)主電路：設計設計利用直流母線作為平臺的充放電系統(tǒng)主電路，將多組DC/DC單元連接起來，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DC/AC單元逆變回電網(wǎng)，充電不足部分電能通過AC/DC單元由電網(wǎng)整流補充，發(fā)揮大規(guī)模的優(yōu)勢實現(xiàn)系統(tǒng)效能優(yōu)化。
　　 (2)通過無線傳感器網(wǎng)絡運用無線傳感器網(wǎng)絡監(jiān)測蓄電池狀態(tài)，除了采集常規(guī)的電壓、電流和溫度外，進一步監(jiān)測蓄電池的內(nèi)阻和安時值。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)過模糊運算，輸出比例常數(shù)Kp和積分常數(shù)Ti，實現(xiàn)充放電PI控制參數(shù)實時動態(tài)調(diào)節(jié)。使得系統(tǒng)控制對象由傳統(tǒng)的蓄電池組改

4、進為蓄電池，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。
　　 樣機測試結(jié)果表明：在系統(tǒng)所有蓄電池組都處于充/放電狀態(tài)時，設計系統(tǒng)的效率高于當前充放電機組成的系統(tǒng)2％。當部分蓄電池組處于充電，另一部分放電時，設計系統(tǒng)在能效、諧波含量、功率因素三個指標上都顯著優(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5000千伏安時來計算，所設計系統(tǒng)每天每車間節(jié)省電能200