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基于蓄电池模型参数拟和的新型充电控制策略

2019-06-01齐海军

智富时代 2019年4期
关键词:控制策略智能化

齐海军

【摘 要】在蓄电池充电中最大的问题就是对模型和电流的把控。本文具体说明了蓄电池的特点,并采用多种实验进行论证,同时详细讲解了新型充电的控制和策略,以便工作者们在日后的工作中进行参考和实操。

【关键词】蓄电池模型;控制策略;智能化

一、蓄电池发电前提

随着社会不断地快速前进,再生能源也在迅速发展的过程中,具有回收效益高和储存能力大的胶体铅酸蓄电池也逐渐得到了大量的推广,从而使用到再生能源的发电中,且它的使用能力也直接影响到整个再生系统的运行和安全;要知道,我国的太阳和风能资源是特别丰富的,但时因为整个资源属于自然不稳定,从而导致风、太阳和电能都得不到较好的收集和使用。众所周知,太阳和风在时间和地垫上都是具有统一性的,所以风和太阳能结合就是整体供电系统的中心,利用两者的能力进行互补,从而提高整体系统的安全性和稳定性。所以风能和光能的再生发电技术正受到全国甚至全世界的重视。在太阳和风能结合的发电系统中,作为具备超大存储能力的蓄电池显得非常重要。现如今我国使用发电系统中的蓄电池一般使用的是VR-LA,其使用的年限一般为十五年内,但是在实操过程中基本2到4年就得更换一次,这对整个供电系统的安全和资金都造成了损失,由此可见,对于蓄电池把控是否严格,也是当前保证蓄电池年限寿命的一个重要点。

二、蓄电池简介

已知,目前蓄电池的充电方式主要有以下几种,恒电流电压式充电和两阶段三阶段式充电以及迅速充电等。其中,恒电流充电的方式主要就是在其充电时可以对其所属的电流进行随时的调整和把控,从而保证在整体充电式保持在一个合适的点;其缺点主要是,在整体的充电时时间耗费和耗能较多。要知道恒电压充电主要是要求在充电式保持电压合适的点上,这就会让电池在初期承受非常大的电流,导致整体的控制器进行自然和短路,从而折短电池的寿命。限流充电的方法主要就是在充电的电源处和蓄电池两者之间加上一个额外的电阻器,从而进行把控电流的大小,保持充电时输出的电压稳定,但是这样会导致充电式压力过小而蓄电池需要电流过高,从而起到一个巨大的冲击性。两阶段的充电方式就是在充电前期用恒电流的方式进行输入,当达到蓄电池的供给需求是,在进行恒电压的方式进行充电,结合两者充电方式,优点是充电速度快,缺点是输出气量较多。其次,三阶段的方式就是在两阶段上增加了一种新式充电,这种方式可以让输出的量降到最小且还可以限制电流。由此可见,对于充电的方法,必须要找出适合蓄电池的,才能更好的进行实际应用。

三、蓄电池充电模型

1.整体结构

如图1所示,在再生能源整体发电系统中蓄电池一般是通过对向直流的母线和其变换器进行结合。选择非隔离的双向变换器当做整体电流和功率变换单元。蓄电池连接变换器时进行低压侧变换,变换器高压时,连接直流的母线hal和bus作为电容,L为电流感,Q1和2则是开关控制,且整体装置的频率保持在二十千赫兹。

2.整体参数

要知道,蓄电池在整体充电时是带有化学电力反应的,且其中具有变换性,而在充电的过程中对高密度精准设计模型的数据的实用性和适应力的要求是非常高的。通过进行模型的建造模拟,其程度可分為电化学、网络化和等效模型等。因等效模型电路有点较多,且模型构建较为简单,所以现如今大多数使用的都是这种模型电路。如图2所示

3.验证

根据目前我国实验对于蓄电池的仿真研究进行分析后,得出以下结论,如图3所示,电流的仿真波形图,从图中看出启动基础的电流不会漏流和超流,误差率基本为0。

图4所示是在充电式进行转换仿真波形,从结果可以看出,在转换后和转换前的恒电流和电压的把控相对来说较为稳定,在转换点的电流可以充分满足最后的预定效果。

四、充电控制策略

1.使用定向电压

定向电压的充电技术主要就是对已经放点的蓄电池进行二次充电的技术,其充电时会把电压把控在整体的充电区域,且使用定向电压进行充电时并不会对蓄电池的年限寿命造成损伤,所以定向典雅的充电也称恒电压限制电流式充电。在传统早期充电时,电压比较低,基本限制电流就能达到整体的需求,且在充电时,要先将蓄电池的电压设定到合适的位置;当电压和充电器的电压相同的时候,电流开始相对减少,这样就能用较少的电压将蓄电池充满。其次,使用电压限制电流的方法有许多缺陷,其一就是充电过后的反应时间很长,导致时间浪费,其二就是会导致电压不足或不可把控等。

2.使用定向电流

电流定向充电主要就是在充电时保持电流在一定的位置上。在充电时,由于蓄电池的电压不断地整张,所以电压必须慢慢的上升才能保证电流的稳定性。电压定向充电可以让蓄电池半分之百充满,但是由于其充电时耗费的实践较长,对蓄电池的电能消损很大,且会导致电解液过多失去,导致冒气等。所以在选择不同的蓄电池时要选择不同的充电方法,要准确的接入相应的电路,选择适合的电流,所以这其中大大增加了把控和监察人员的责任。所以现如今如何改进和加强电流定向充电是一个重要的工作内容,首先将定向的电流分为两个步骤阶段进行充电,准确来说就是在充电早期使用大电流进行放电,而后到一定程度后再进行小电流的放电方法。因蓄电池完全放电后,正负极会出现硫酸铅,充电的主要目的就是利用电流生成的硫酸铅进行对其的还原,形成新的活性物质。如果充电早期使用较小电流,那么硫酸铅的再生将会非常的慢,从而造成时间耗费过多;如采用早期大电流形式,能加快硫酸铅的还原再生性,大大减少充电的时间。由此可见,我们必须要适当的减少和把控充电电流的输出情况,才能避免危害和减少充电时对电能的消耗情况。

3.使用智能充电

熟知,智能充电时目前社会普遍使用的先进方法,其主要目的就是在充电时进行实时监控充电的电流情况。其充电时会按照蓄电池的整体情况和参数,来选择合适的电流,并保持在一定的范围之内,让蓄电池在无气体的情况下进行充电,从而保护蓄电池的寿命和性能。其方法适合任何蓄电池的状态下使用,可以保证其安全性和能力性。目前社会的智能化设备,集合了网络信息的控制电路,采用相对应的模式进行充电放电,其特点主要有,一使用的是智能化的技术,可以根据蓄电池的情况,来对其的电压、电流进行把控和调节;二就是可以采用浮充的方法,可以保证电池生成的铅酸铝在任何天气和地点都能保证充足的电量;三采用多元化的规定,保证充电的时间段,防止过量输入,从而导致充电性能降低;四完善相对的功能,最大限度保证整体充电设备的运行和安全性。

五、结束语

由此可见,对于蓄电池模拟技术和新型充电控制的策略就是采用智能化的方法,来满足充电时蓄电池的多样化需求,根据蓄电池的适用范围,在充电中控制电压和电流,进行随时查看蓄电池放电的材料和荷电的状态以及各种环境等,来进行调整和把控,所以,要想更加准确得到蓄电池充电时的材料,从而实现智能化的快慢充,必须要在蓄电池中加入拍摄功能,以此来提供最新的实时消息,从根本上实现恢复性充电和去极化充电的方式等,保证在实际的操作过程中更好地进行使用。

【参考文献】

[1]李鹏辉,陈建林,申忠利,关成龙,周超.基于BP神经网络的蓄电池充电控制优化研究[J].测控技术,2017,(11):137-141.

[2]巩兆伟,付永升.基于风光互补的蓄电池充电技术研究[J].国外电子测量技术,2017,(04):9-12.

[3]耿济栋.浅析压电陶瓷对蓄电池充电的方法[J].中国高新技术企业,2014,(01):55-57.

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