光伏系统充放电控制器的类型及特点

　　目前常用的光伏系统充放电控制器有串联旁路多阶和脉冲型多种，它们各有特点，应用对象也不尽相同。

　　1 串联控制器

　　控制器检测电路监控蓄电池端电压，当电池充满电端电压达到对应的阀值时，串联控制器开关元件切断蓄电池充电回路，蓄电池停止充电；当蓄电池端电压下降到恢复充电的电压阀值时，开关元件在此接通蓄电池充电回路，恢复蓄电池充电。串联控制器的优点是体积小、线路简单、价格便宜，但是由于控制用功率晶体管存在着管压降，当充电电压较低时会带来较大的能量损失。另外当控制元件断开时，输入电压将升高到发电单元开路电压的水平，因此串联控制器适用于千瓦级以下的光伏发电系统。

串联控制器

　　2 旁路控制器

　　控制器监测电路监控蓄电池端电压，当电池充满电端电压达到对应的阀值时，开关元件接通耗能负载，断开蓄电池回路，过充电流将被开关元件转移到耗能负载，将多余的功率转变为热能。当蓄电池端电压下降到恢复充电的电压阀值时，开关元件断开耗能负载，同时接通蓄电池充电回路。旁路控制器设计简单、价格便宜、充电回路损耗小，但是要求控制元件具有较大的电流通断能力。简单的旁路控制器主要用于千瓦级以下的光伏发电系统，高标准的旁路控制器也可用于较大功率的光伏电站。在多组太阳能电池板串联成的方阵里，通过旁路串联组中的一个或多个电池板实现对蓄电池充电电压的调节称为部分旁路控制，部分旁路控制器电路原理如下图所示。

旁路控制器

部分旁路控制器

　　3 多阶控制器

　　多阶控制器多电路的核心部件是一个受充电电压控制的充电信号发生器。多阶控制器根据蓄电池的充电状态，控制器自动设定不同的充电电流：当蓄电池处于未充满状态时，允许仿真的电流全部流进蓄电池组；当蓄电池组接近充满时，控制器消耗掉一些方针的输出功率，以便减少流进蓄电池的电流；当蓄电池组逐渐接近完全充满时，“涓流”充电渐渐停止。将多阶控制器原理应用到由多个子方阵组成的光伏电站，可形成多路控制，没一个子方阵所产生的电流成为多阶控制的每个充电电流阶梯。根据蓄电池组充电状态，控制器依次接通各个子方阵的输入，也可以逐个将各个子方阵的输入切换至耗能负载，这样就产生了大小不同的充电电流。如下图所示。为了充分利用太阳能，也可将子方阵的多余电能转接到次要用电负载。

多阶控制器

电流大小不同的多阶控制器

　　4 脉冲控制器

　　脉冲控制器的核心部件是一个受充电电压调制的充电脉冲发生器，控制器以斩波方式工作，对蓄电池进行脉冲充电。开始充电时脉冲控制器以脉宽冲充电，随着充电电压的上升，充电脉冲宽度逐渐变窄，平均充电电流也逐渐减少，当充电电压达到预置电平时，充电脉冲宽度变为0，充电终止。脉冲控制器充电方式合理、效率高，适合用于功率较大的光伏发电站。

脉冲控制器

　　脉宽调制（PWM）控制器与脉冲控制器基本原理相同，主要区别是将充电脉冲发生器设计成充电脉宽调制器，使充电脉冲的平均充电电流的瞬时变化更符合蓄电池当前的荷电状态，荷电最理想的状态是符合蓄电池的充电电流可接受去下。使用交——直流变换的PWM控制器还可以实现光伏电站的最大功率跟踪功能。因此，脉宽调制器可用于大型光伏电站，缺点是脉宽调制控制器自身将带来一定的损耗（大约4%~8%）。