光伏儲能實驗測量系統構建

齊文娟， 武夢涵， 梁永坤， 毛彥永

（上海交通大學電子信息與電氣工程學院，上海 200240）

0 引 言

在新能源發電系統中儲能電池占有重要地位，目前儲能電池以鋰離子電池為主。隨著設備智能化程度的提高和鋰離子電池的廣泛使用，對鋰離子電池性能的要求也越來越高。鋰離子電池的不足之處在于充電及使用要求比較苛刻，充電過流、過壓以及放電短路、過放及過熱等都會嚴重影響電池的壽命、性能和安全。為了提高電池的使用率、全面掌握電池的狀態，需要實時監測電池的電壓、剩余電量、估計供電時間、溫度等諸多信息，根據這些信息決定控制策略，從而提高系統運行可靠性［1］。在所有電池參數中，電池的剩余電量最難測量，它與電池的放電電流、溫度以及電池充放電循環次數等參數有直接關系。

在科研和工業領域中，很多學者研究了鋰離子電池的安全監測［2-3］、電池荷電狀態估計［4-9］和熱失控［10］等內容，涉及設計規模和目標、數據采集方法、成本和維護等方面，與教學實驗平臺存在較大差異。目前，鮮有將測量、監測和電池管理方法應用于實驗教學和實驗平臺開發方面的研究［11-12］。

構建的基于光伏儲能的實驗測量系統以鋰離子電池為測量對象，可實現鋰離子電池充電和放電、鋰離子電池充放電過程監測和特性測量、電量估計和顯示等功能。首先介紹了系統硬件、軟件結構和實現方法，然后給出了鋰離子電池電量估計方法，最后給出了實驗平臺硬件和部分測試結果。……