[发明专利]一种光伏发电系统锂电池充放电控制方法及系统

权利要求书

1.一种光伏发电系统锂电池充放电控制方法，其特征在于，所述光伏发电系统锂电池充放电控制方法采用双闭环控制双向直流变换，在SOC正常范围内进行锂电池充放电控制；具体包括：

分析双向DC/DC变换器在不同工作模式下锂电池的充放电状态、系统能量的流动方向；

通过改进的双向DC/DC变换器电路，在SOC处于异常范围时进行锂电池的过充过放保护控制。

2.如权利要求1所述的光伏发电系统锂电池充放电控制方法，其特征在于，在Simulink中搭建光储离网发电系统仿真模型，在不同工作条件下，对锂电池各种工作模式进行仿真验证。

3.如权利要求1所述的光伏发电系统锂电池充放电控制方法，其特征在于，在不同条件下，锂电池的工作模式包括：

(1)0.20SOC0.95，锂电池两端电压正常，锂电池既能充电也能放电；光伏发电功率大于系统负载所需功率，锂电池充电，使系统的功率平衡；光伏发电功率小于系统负载所需功率，锂电池放电，使系统的功率平衡；

(2)SOC0.20，锂电池两端电压过低，锂电池只能充电；光伏发电功率大于系统负载所需功率，锂电池充电；光伏发电功率小于系统负载所需功率，切除部分负荷；

(3)SOC0.95，锂电池两端电压过高，锂电池只能放电；光伏发电功率小于系统负载所需功率，锂电池放电；光伏发电功率大于系统负载所需功率，直流母线电压过高，锂电池和光伏电池均用定电压控制，为负载提供电能。

4.如权利要求1所述的光伏发电系统锂电池充放电控制方法，其特征在于，所述改进的双向DC/DC变换器电路的控制方法包括：

锂电池组通过双向DC/DC变换器与直流母线相连，通过充电和放电调节系统功率平衡，双向DC/DC变换器在双象限运行，使变换器两端电压极性相同，根据实际情况调节电流的方向，进行变换器双向工作；当负载功率大于系统供电功率，锂电池组通过DC/DC变换器向负载供电；当系统供电功率大于负载功率时，多余能量通过DC/DC变换器给锂电池组充电。

5.如权利要求1所述的光伏发电系统锂电池充放电控制方法，其特征在于，所述改进的双向DC/DC变换器电路采用非隔离型双向Buck/Boost电路；所述非隔离型双向Buck/Boost电路在Buck模式下，控制方法包括：

直流母线输出功率大于负载功率时，满足负载需求，将多余的能量储存在锂电池组中，S₁断开，S₂导通，D₁进行续流，当变换器工作在Buck模式下，设d为开关S₂的开关函数，得到小信号模型为

式中：u₁为输出电压；u₂为锂电池组两端电压；

所述非隔离型双向Buck/Boost电路在Boost工作模式下，控制方法包括：

直流母线输出功率小于负载功率时，不能满足负载需求，需要锂电池组释放能量，S₂断开，S₁导通，D₂进行续流，当变换器处于Boost模式下，设d为开关S₁的开关函数，得到小信号模型为

式中：u₁为输出电压；u₂为锂电池组两端电压；D为PWM控制信号的占空比。

6.如权利要求5所述的光伏发电系统锂电池充放电控制方法，其特征在于，

所述非隔离型双向Buck/Boost电路在Boost工作模式下，S₁导通时，在电感L后串联电阻R，用于限流；S₁断开时，在电阻侧并联开关V₁，开关V₁闭合，电阻R短路；

当SOC值大于95％或小于20％时，在开关S₂和电容C₁之间再加V₂，V₂由过充过放控制模块控制，阻止二极管D₂续流。