儲能電源產品可靠性評測系統的能量回收技術

趙智星，郝紅星，陽建平，范紅彬，張常平

（湖南炬神電子有限公司，湖南 郴州 423000）

1 儲能電源產品能量回收系統

儲能電源產品在充放電過程中都會產生一定程度的余電，如果這些余電不能得到有效的利用，會造成大量的資源浪費。為了解決這個問題，本文所研究的儲能電源產品能量回收系統，通過將余電進行存儲和回收，可以實現對能源的最大化利用。具體來說，當儲能電源在放電過程中產生余電時，該系統會自動啟動并將余電進行存儲；當需要充電時，則可以通過該系統將存儲在其中的余電釋放出來進行充電。

2 儲能電源產品能量回收系統運行方式

儲能電源產品的核心是其高效的能量存儲和回收系統，通過對系統運行方式進行優化，可以實現更加高效、穩定和可靠的使用效果。對于儲能電源產品來說，不同的電池類型需要有不同系統控制方式，需要根據實際需求進行權衡。充放電控制系統是保證儲存和釋放過程中穩定性和安全性的關鍵。在充電過程中，需要根據電池類型和電池狀態進行合理的充電控制，以避免過充或過放現象的發生。在放電過程中，需要根據負載需求進行合理的放電控制，以確保儲能電源產品能夠穩定供電。對于儲能電源產品的能量回收系統，有以下幾點需要注意。首先，在回收過程中需要考慮系統內部損耗和外部環境因素對回收效率的影響。其次，在回收后需要對能量進行儲存，并在下一次使用時進行合理利用。同時，還需要考慮系統運行效率與安全性之間的平衡問題。

3 影響能量回收系統的因素

（1）并網逆變器的選擇是影響儲能電源產品能量回收系統性能最為關鍵的因素之一。目前市面上常見的并網逆變器架構包括高頻變壓器、傳統工頻變壓器等，選擇合適的并網逆變器可以有效提升轉換效率。

（2）控制策略是影響儲能電源產品中能量回收系統性能的重要因素之一。目前常用的控制策略包括最大功率跟蹤控制、最大效率控制等。不同的控制策略適用于不同的場景，選擇合適的控制策略可以提高能量回收效率。

（3）儲能電源產品中能量回收系統的散熱系統是影響產品性能的重要因素之一[1]。散熱不良會導致溫度過高，從而降低產品壽命和性能。因此，設計合理、高效的散熱系統可以有效提升產品性能。還有一些其他因素，如電路設計、元器件選型等也會影響儲能電源產品中能量回收系統的性能。

4 儲能電源產品能量回收系統設計

4.1 儲能電源產品能量回收系統效益

儲能電源產品中的能量回收系統是指在儲存和釋放過程中，將部分無用或剩余的電力轉化為可再生利用的電力設備。通過這種方式，不僅可以降低能源耗費，并且還可以減少對環境造成的影響。首先，在實際應用中，儲能電源產品中的能量回收系統可以大大提高整個系統的效率。在充放電過程中，通過回收部分無用或剩余的電力并重新利用，在不影響正常使用的情況下，可以提高整個系統的能量利用率。其次，通過回收部分無用或剩余的電力并重新利用，可以減少對傳統電力供應方式的依賴，從而降低整個系統的成本[2]。最后，儲能電源產品中的能量回收系統還可以對環境產生積極影響。在傳統電力供應方式中，大量的能源被浪費。而通過儲能電源產品中的能量回收系統，這些無用或剩余的電力可以得到有效利用，從而減少了碳排放，降低了對環境造成的污染和破壞。

4.2 儲能電源產品能量回收系統實現

系統控制AC/DC模塊輸出+電能回收逆變電壓并網；通過上文的分析與研究，儲能電源產品能量回收系統（見圖1）的功能包括以下幾點。

圖1 控制系統框架圖

（1）AC節能負載模塊的管理。在AC節能負載模塊接通放電產安全穩定運行前提下，使其充放電過程中輸出的電壓更加穩定可靠地供給智能并網逆變器，使系統的節能控制能量回收更為簡單有效，便于實現。

（2）DC節能負載模塊的管理。在DC節能負載模塊接通電源后模塊調節控制器可以根據負荷的變化做出相應的輸出電壓調整措施，以保證智能并網逆變器的電壓穩定性，便于節能控制能量回收的實現。

（3）智能并網逆變器是一種特殊的逆變器，采用全高頻隔離設計，確保電池與電網/負載之間的安全；DSP+CPLD的全數字控制，多重多級的軟硬件過流、過壓、過溫保護，安全可靠；雙DSP設計，性能穩定可靠。智能并網逆變器除了可以將直流電轉換成交流電，其輸出的交流電可以和市電的頻率及相位同步，因此輸出的交流電可以回到市電。

（4）輔助設備的選型。為提高系統的可靠性及靈活性，需選用性能有優勢的配件，如交流變壓器、模塊供電電源、連接線、系統計算機等。

4.3 AC節能負載模塊

交流節能負載模塊是一種新型的電力調控設備，它可以有效地降低電力消耗，提高電網效率。該模塊主要通過對負載進行動態調整來實現節能效果。

交流節能負載模塊通過對電路中的電壓、電流等參數進行監測和分析，實時計算出負載的功率需求，并根據需求動態調整輸出功率[3]。在保證供電穩定性的前提下，最大限度地降低不必要的能耗。該模塊具有良好的穩定性和可靠性，可以有效地保障供電質量和設備安全?？赏ㄟ^智能化管理系統進行遠程監控和控制，實現更加便捷、快速、精準的管理方式。

4.4 DC節能負載模塊

DC節能負載模塊是一種智能型電子元器件，它可以通過內置的微處理器實現對直流電路的精確控制和調節。當直流電源輸入到負載模塊中時，模塊會根據預設參數自動調整輸出電流和電壓，以達到最佳的功率轉換效率。同時，該模塊還具有過壓、過流、過熱等保護功能，可以有效地保護儲能電源產品免受損害。DC節能負載模塊采用先進的功率轉換技術，可以將輸入電源能量轉換為最佳輸出功率，從而實現高效能源利用和降低耗能[4]。

該模塊內置高精度的電流、電壓檢測芯片，可以實現對直流電路的精確控制和調節，從而提高電路的穩定性和可靠性。該模塊可通過旋鈕或按鍵即可實現參數設置和調節，也可根據實際需求通過智能化管理系統進行遠程監控和控制，設置輸出電流和電壓等參數，并確保參數設置正確。

4.5 雙向智能并網逆變器

雙向并網逆變器具有整流和逆變兩種工作模式，整流模式下實現電網對儲能產品的充電，逆變模式下實現將儲能產品中的電并入電網。是一種可以將直流電轉換為交流電，并將其注入到公共電網中的設備。同時，當公共電網出現故障或停電時，它還可以將儲存在備用電池中的直流電轉換為交流電供儲能產品使用。雙向并網逆變器具有高效率、高穩定性、安全性等幾大優點。在轉換過程中，雙向并網逆變器能夠最大限度地減少能量損失，從而提高了能源利用效率。雙向并網逆變器具有高度的穩定性和可靠性[5]，它可以自動檢測電網電壓和頻率，并根據實際情況進行調整，以確保輸出的交流電符合標準。雙向并網逆變器具有多重保護措施，如過載保護、短路保護、過壓保護等，這些措施可以有效地防止設備損壞或人身傷害。在選擇雙向并網逆變器時，需要根據實際需求選擇合適的功率等級。如果您只是想將一部分電力注入到公共電網中，則選擇較小功率的設備即可。

4.6 儲能電源產品能量回收系統參數設定

由于儲能系統（見圖2）具有能量密度高、功率大、體積小等特點。因此在設計中，需要充分考慮以下特性。

圖2 系統運行原理框架圖

（1）容量：儲能系統的容量有限，主要根據其自身的最大輸出功率來估算。當儲能設備的運行電流超過其額定工作電流時，應具有相應的保護措施，防止發生嚴重事故；當儲存電壓小于一定值時，應允許其進行充電或放電，以保證在正常負荷下持續供電。

（2）溫度：在整個系統中，對于工況的變化有很大的影響，所以對工況的控制也有很高的要求；對電力電子裝置來說，則要滿足穩態和熱穩定的性能指標。

（3）負載：因為蓄電池的充放電過程與電網并網的情況有關，所以要充分利用蓄電池的充放能力，使其能夠承受較大的壓力和電暈。同時還要注意不可以直接產生電弧，以免出現起火情況和損壞[6]。選擇合適的電池類型、容量、充放電速率等。在選擇這些參數時，需要考慮儲能電源產品的實際使用情況，并根據其特點進行調整。另外，需要調整參數以提高系統效率。具體來說，這包括通過控制充放電速率、調整充放電周期等方式來控制系統運行狀態；通過合理布局電池組、優化電路設計等方式來進一步提高系統性能。

5 結束語

綜上所述，儲能電源產品的可靠性評測系統是保證能量回收技術實現的關鍵。通過采用高精度的電池管理技術、數據分析算法和安全保護措施，能夠確保儲能電源產品在各種情況下的高效運行，并為用戶提供備用電力。隨著可再生能源技術的快速發展，儲能電源產品的需求量將會不斷增加，而能量回收技術也將成為一個越來越重要的領域。■