光伏系统中铅酸蓄电池实际容量的计算

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No2 19 7 . 98 f8 b∞ . Al m 1 )

光伏系统中铅酸蓄电池实际容量的计算墨合工大能研所舍 30弋 l 肥业学源究肥20) n<生( 09 |摘要通过对铅酸蓄电池大量实验数据的分析，出了对应不同放电终止电压的提铅酸蓄电池实际容量计算的线性方程，将计算结果和实验结果进行了比较，并两者吻合得很好 .表明该文建立的线性方程是合理的.这放电终止电压线性方程

1

引言

池实际容量计算的线性方程，实验证明，经该方程在小电流 (< I:l I o 0=蓄电池额定容量/ h放电的情况下较 P u et程更为准确， ' ) 1 0 ek r方 2实验结果 利用由计算机控制的蓄电池自动测试装置， 对 V 6 515 )酸蓄电池，在 3 b 2 (2Ah铅 0℃条件下，照不同的放电电流按 (24 1. A, 61 0

光伏系统在我国的边远地区得到了广泛的

应用，电池作为其中的贮能环节，实际容蓄其量的计算越来越受到人们的高度重视。因为它涉及到光伏系统的运行质量和供电保障能力 . 有鉴于此，国内外学者就这一同题开展了大量的研究工作并提出了许多有关蓄电池实际容量计算的数学模型，中最著名的是德国学者其 P u e在 19年提出的经验公式 ( e kn 88也称 P t e et n k方程 )到了较为普遍的认同，:得即 I =C T 式中保持不变); T,一放电时间 (到规定放电终止 d— 达电压所需的时间 ); n—— P蝴指数常数； c—— P k常数。∞瞰 对式 ()加变换即可得到 P t e 1稍 et n方程的 k另外一种形式：式中 K一 m— _’

24A)和不同的放电终止电压 Ue (. v, .5 15 7 l o 1.5, 19V, 1 5 20V)进行实 _ v, 8 v 0 8 . 9 -0验，到的实验结果如表 1所示 .得裹 1蓄电池不同的租 U耐应的实际容量 x Ah Ue, V

() 1

。——放电电流 (放电过程中始终在

tA, d

磊—

1 24O 83

0 13 .O 1 . O 1 2 1 o44 2023 . 0 81 733 9 . 8 20 0 616 1 7 1 4 9 1 9 3 . 0 22 0 2235 O98 6 9 O 2156 2 3 0 245 1 5 1 647 2 9 5 286 8 1 . O 2316 4 5 3 O . 0 23 . 0 2 4 5

3

分析与讨论

I K=C

() 2

3 1 P u et方程 e k r

蓄电池实际容量； 为( n一1 . )

为求出 Pu e方程中的常数 m和 c将方 ekr t,程 ()边取自然对数，到： 2两得l=IC—m n I n l () 3

它直接描述了蓄电池实际容量与放电电流之间

的关系 .者在大量实验的基础上，方程作对()行了深人的探讨，提出了一种新的蓄电 2进

根据表 l实验结果，用最小二乘法计算出的利 m、和线性相关系数 R]如表 2所示 . C,

+械部科技发展基全资助课题；机另本文的实验工作是作者在德国斯冒加

特大学理静电工研究所作访问学者时完成的.

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18 9年第 2 ( 7 q 9期总第 8g)裹 2对应不同的 Ue出的 m,和 RZ求 c值U A/ 2 O e .0C m

农村能源

l l

裹 5实际容量的计算结果与实验结果之比较 A h

19 5

19 0

18 5

18 0

17 5

1 7 3 2 2. 2 25160 6 6 2 5 25 785 2 6. B77 25 5 55 -0 2 0 18 0 1 011 0 09 0 0 . 65 2 42 3 5 89 0 9 6 0 96 6 0.6 095 3 0 92 4 43 6 9 43 . 53 0 9 31 4 1 4 B 2 0 3oo 8 7 8 1 13 25 1 3 0 724 1 3 3 1 264 0 . 7 76.6 1 9 8 1 16 9 1 7 7 19 0 2 1 7 1101 4 0 0 9 3 0107 0 6 2 4 12 5 1 7 9 1B .7 1 503 21 1 5 8 6 4 64 2 8 O 21 99 9 7

将表 2的有关数值代人方程 ()则得到 2中，实际容量的计算结果 Kc￣

为了进

行误差分析，计算结果和表 l的将实验结果同列于表 3。裹 3实际窖量的计算结果与实验结果之比较 Al l

1 o 21 9 7 2 04 0 6 2 2 3 0 5 24 1 9 1 18 0 4 2 35 0 0 2 5 5 8 61 2 0 2 9 2 2 3 2 .7 2 3 5 2 9 6 1 6 1 6 2 0 2 19 2 .0 2 2 B 5 6 24 2 16 3 7 2 4 5 3 1 2 45 3 9 5 3 0 2 10 3 .0 2 4 7 3 .0 2 2

33误差分析 _

首先，义计算结果和实验结果之间的误定1 240 83O0 8 91 1 8 1 4 2 1 . 0 1 . 5. 3 1 0 6 3 85 0 73 75 61 1 987 1 6 0 . 0340 1 4 9 1 9 7 993 1 4 25 0 5 1 .0 9 . 6 5 2 45 12 . 1 206 1 6 4 1 904 2 9 1 1 5 , 865 . 3 8 7 8 1 0 22 4

差平均值为： A= l—Kc K∑ Ki i l这里 L取为 l . 8

对于 P u et程，、 i由表 3提供， e kr方 KiKc则： △ K=31 .3 Ah

IA,

K

!!: !

Kc

K

! !

K c

K

: !

Kc

其值约为该彗电池额定容量的 28。 . %而对于线性方程， iKc由表 5提供 . K、 i则： △K=07 3 A . h 8

1 .0 92 1 1 0 44 2 4 1 2 9470 2 0 8 O 1 02 3 05 6 2 .02 0 7

6 1 2 0 2 07 2 . 0 2 70 2 .0 2 3 .6 1 6 1 2 2 2 3 1 .8 2 3 5 1 2 5 8245 23 0 2 4 5 69 3 0 23 . 16 2390 23 . 0 23 .0 2 4 5 695

其值仅相当于该蓄电池额定容量的 06% . . 332 .线性方程

由此可见，电池在小电流 (出<I0蓄 I -)放电的情况下 .应不同的放电终止电压，用对利线性方程描述蓄电池实际容量与放电电流之间的关系较 P u et e kr方程更精确 . 其次 .线性相关系数 R分析也可以看 从来出：用

线性方程较利用 P u et程更合理，利 ekr方

作者在认真分析表 l验结果的基础上，实

尝试采用线性方程来取代 P u et ek r方程 .为此，假定对应不同的放电终止电压，电池实际容蓄量与放电电流之间的关系如下：K=A+BIi d| f) 4

用 31同样的方法，到上述方程中常 .节得

因为表 4中豹较表 2中的 R更接近于 l 。4嚣论

数 B以及线性相关系数，如表 4所示。裹 4对应不同的 Ue出的 A、求 B和 R值U/ 2 0 19 19 eV .0 5 0 8 1 8 17 5 .0 5

本文研究了在不同放电终止电压情况下， 铅酸蓄电池实际容量与放电电流之间的关系， 给

A 1 90 67 2 .3 2 07 4 .O2 28 3 .81 .72 91 4 .t2 31 4 7 9一

出了实际容量计算的线性方程.过分别利用线通性方程和 P u e e k￣方程得到的计算结果和实验结果进行比较表明：酸蓄电池在小电流铅

B R

4 5 7 48 1 45 6 3 9 9 34 0 5 0 .5 3 . 3 32 2 5 0 9 8 0 9 3 0 9 5 O 9 8 9 70 9 8 9 9 .9 .9 50 9 9 . 9 7

将表 4中的有关数值代人方程 ()周得 4中，到实际容量的计算结果。 为同样目的，计算结果和表 1将的实验结果同列于表 5。

(<I )电的情况下 .际容量的计算。 I。放曲。实线性方程较 P u et程更精确 .而为光伏系统 ek r方从中计算蓄电池实际容量提供了一种更为准确和 简单的方法。 收稿日期 9—0一O 8 1 8

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