光伏电站中控制器控制充放电的基本原理

　　1 蓄电池充电控制

　　不同的蓄电池具有不同的充放电特性，因此也要有不同的控制策略。这里以铅酸蓄电池为例来说明控制器的工作原理。

　　铅酸蓄电池的充电方式有很多种，例如浮充充电、限流恒压充电、递增电压充电等。其中使用最多的是限流恒压充电，充电时蓄电池的端电压变化图如下图左侧所示。

　　充电过程分为三个阶段。第一阶段，在活性物质微孔内形成的硫酸骤增，来不及向极板外扩散，因此电池电势增大，蓄电池端电压上升较快（OA 段）；第二阶段，随着活性物质微孔中硫酸比重的增加速度和向外扩散的速度逐渐趋向平衡，所以蓄电池端电压上升缓慢（AB 段）；第三阶段，电流使蓄电池中的水大量分解，在两个极板上开始产生大量的气体，这些气体是不良导体并且能够使蓄电池的内阻增大，蓄电池端电压继续上升但是上升的速度明显变慢（CD 段）。在第三阶段之后，如果继续给蓄电池充电的话，将会由于过充电而损坏，影响蓄电池的使用寿命。根据这一原理，在控制器中设置电压测量和电压比较电路，通过对D点电压值的监测，即可判断蓄电池是否应该结束充电；这种控制方式就是电压型充电控制，比较器设置的D点电压称为“门限电压”或电压阀值。

　　2 蓄电池放电控制基本原理　　

　　上图右侧显示了铅酸蓄电池的放电过程。与充电过程类似，放电过程中蓄电池的端电压也是由三个阶段组成。第一阶段，放电开始时，短时间内蓄电池端电压快速下降（OA段）；第二阶段，蓄电池端电压缓慢下降（AC 段）；第三阶段，蓄电池的端电压在极短的时间内快速降低（CD 段）。由此可知，放电过程中，第二阶段的时间越长，平均电压就越高，其电压特性也就越好。根据这一原理，在控制器中设置电压测量和电压比较电路，通过检测出D点电压值，就可以判断蓄电池是否应该结束放电，这种控制方式就是电压型放电控制，D点电压称为“门限电压”或“电压阀值”。