控制器在光伏电站中的作用

控制器在光伏电站中的作用

控制器是光伏电站中的重要组成部分，再对控制器设计选型时，必须考虑到控制器是否能够对光伏电站的电能变换和对蓄电池充电进行优化控制和管理。只有选择了合适的类型，才能提高光伏电站的安全可靠性，为用户提供更好的用电质量。

独立运行的光伏电站通常由光伏电池阵列、蓄电池组、控制器、逆变器、低压输电线路和用户负载组成。其中蓄电池起着储存盒调节电能的作用：当日光充足光伏电池产生的能量过剩时，蓄电池组将多余的电能储存起来；当系统发电量不足或负载用电量大时，蓄电池组向负载补充电能，并保持供电电压的稳定。控制器是光伏电站中的控制部分：它根据日照强弱及负荷的变化，不断对蓄电池组的工作状态进行切换和调节，使其在充电、放电或浮充电等多种工况下交替运行，从而保证光伏电站工作的连续性和稳定性；通过检测蓄电池组的荷电状态，发出蓄电池组继续充电、停止充电、继续放电、减少放电量或停止放电的指令，保护蓄电池组不受过度充电和放电；另外，控制器还具多种保护和监测功能，控制器是整个电站供电的中枢，它的运行状况直接影响整个电站的可靠性，是系统设计、生产和安装过程中需要特别注意的关键部分。

控制器控制充放电的基本原理，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。

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”。

太阳能离网发电系统包括

1、太阳能控制器(光伏控制器和风光互补控制器)对所发的电能进行调节和控制，一方面把调整后的能量送往直流负载或交流负载，另一方面把多余的能量送往蓄电池组储存，当所发的电不能满足负载需要时，太阳能控制器又把蓄电池的电能送往负载。蓄电池充满电后，控制器要控制蓄电池不被过充。当蓄电池所储存的电能放完时，太阳能控制器要控制蓄电池不被过放电，保护蓄电池。控制器的性能不好时，对蓄电池的使用寿命影响很大，并最终影响系统的可靠性。

2、太阳能蓄电池组的任务是贮能，以便在夜间或阴雨天保证负载用电。

3、太阳能逆变器负责把直流电转换为交流电，供交流负荷使用。太阳能逆变器是光伏风力发电系统的核心部件。由于使用地区相对落后、偏僻，维护困难，为了提高光伏风力发电系统的整体性能，保证电站的长期稳定运行，对逆变器的可靠性提出了很高的要求。另外由于新能源发电成本较高，太阳能逆变器的高效运行也显得非常重要。