储能电源产品可靠性评测系统的能量回收技术

赵智星，郝红星，阳建平，范红彬，张常平

（湖南炬神电子有限公司，湖南 郴州 423000）

1 储能电源产品能量回收系统

储能电源产品在充放电过程中都会产生一定程度的余电，如果这些余电不能得到有效的利用，会造成大量的资源浪费。为了解决这个问题，本文所研究的储能电源产品能量回收系统，通过将余电进行存储和回收，可以实现对能源的最大化利用。具体来说，当储能电源在放电过程中产生余电时，该系统会自动启动并将余电进行存储；当需要充电时，则可以通过该系统将存储在其中的余电释放出来进行充电。

2 储能电源产品能量回收系统运行方式

储能电源产品的核心是其高效的能量存储和回收系统，通过对系统运行方式进行优化，可以实现更加高效、稳定和可靠的使用效果。对于储能电源产品来说，不同的电池类型需要有不同系统控制方式，需要根据实际需求进行权衡。充放电控制系统是保证储存和释放过程中稳定性和安全性的关键。在充电过程中，需要根据电池类型和电池状态进行合理的充电控制，以避免过充或过放现象的发生。在放电过程中，需要根据负载需求进行合理的放电控制，以确保储能电源产品能够稳定供电。对于储能电源产品的能量回收系统，有以下几点需要注意。首先，在回收过程中需要考虑系统内部损耗和外部环境因素对回收效率的影响。其次，在回收后需要对能量进行储存，并在下一次使用时进行合理利用。同时，还需要考虑系统运行效率与安全性之间的平衡问题。

3 影响能量回收系统的因素

（1）并网逆变器的选择是影响储能电源产品能量回收系统性能最为关键的因素之一。目前市面上常见的并网逆变器架构包括高频变压器、传统工频变压器等，选择合适的并网逆变器可以有效提升转换效率。

（2）控制策略是影响储能电源产品中能量回收系统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踪控制、最大效率控制等。不同的控制策略适用于不同的场景，选择合适的控制策略可以提高能量回收效率。

（3）储能电源产品中能量回收系统的散热系统是影响产品性能的重要因素之一[1]。散热不良会导致温度过高，从而降低产品寿命和性能。因此，设计合理、高效的散热系统可以有效提升产品性能。还有一些其他因素，如电路设计、元器件选型等也会影响储能电源产品中能量回收系统的性能。

4 储能电源产品能量回收系统设计

4.1 储能电源产品能量回收系统效益

储能电源产品中的能量回收系统是指在储存和释放过程中，将部分无用或剩余的电力转化为可再生利用的电力设备。通过这种方式，不仅可以降低能源耗费，并且还可以减少对环境造成的影响。首先，在实际应用中，储能电源产品中的能量回收系统可以大大提高整个系统的效率。在充放电过程中，通过回收部分无用或剩余的电力并重新利用，在不影响正常使用的情况下，可以提高整个系统的能量利用率。其次，通过回收部分无用或剩余的电力并重新利用，可以减少对传统电力供应方式的依赖，从而降低整个系统的成本[2]。最后，储能电源产品中的能量回收系统还可以对环境产生积极影响。在传统电力供应方式中，大量的能源被浪费。而通过储能电源产品中的能量回收系统，这些无用或剩余的电力可以得到有效利用，从而减少了碳排放，降低了对环境造成的污染和破坏。

4.2 储能电源产品能量回收系统实现

系统控制AC/DC模块输出+电能回收逆变电压并网；通过上文的分析与研究，储能电源产品能量回收系统（见图1）的功能包括以下几点。

图1 控制系统框架图

（1）AC节能负载模块的管理。在AC节能负载模块接通放电产安全稳定运行前提下，使其充放电过程中输出的电压更加稳定可靠地供给智能并网逆变器，使系统的节能控制能量回收更为简单有效，便于实现。

（2）DC节能负载模块的管理。在DC节能负载模块接通电源后模块调节控制器可以根据负荷的变化做出相应的输出电压调整措施，以保证智能并网逆变器的电压稳定性，便于节能控制能量回收的实现。

（3）智能并网逆变器是一种特殊的逆变器，采用全高频隔离设计，确保电池与电网/负载之间的安全；DSP+CPLD的全数字控制，多重多级的软硬件过流、过压、过温保护，安全可靠；双DSP设计，性能稳定可靠。智能并网逆变器除了可以将直流电转换成交流电，其输出的交流电可以和市电的频率及相位同步，因此输出的交流电可以回到市电。

（4）辅助设备的选型。为提高系统的可靠性及灵活性，需选用性能有优势的配件，如交流变压器、模块供电电源、连接线、系统计算机等。

4.3 AC节能负载模块

交流节能负载模块是一种新型的电力调控设备，它可以有效地降低电力消耗，提高电网效率。该模块主要通过对负载进行动态调整来实现节能效果。

交流节能负载模块通过对电路中的电压、电流等参数进行监测和分析，实时计算出负载的功率需求，并根据需求动态调整输出功率[3]。在保证供电稳定性的前提下，最大限度地降低不必要的能耗。该模块具有良好的稳定性和可靠性，可以有效地保障供电质量和设备安全。可通过智能化管理系统进行远程监控和控制，实现更加便捷、快速、精准的管理方式。

4.4 DC节能负载模块

DC节能负载模块是一种智能型电子元器件，它可以通过内置的微处理器实现对直流电路的精确控制和调节。当直流电源输入到负载模块中时，模块会根据预设参数自动调整输出电流和电压，以达到最佳的功率转换效率。同时，该模块还具有过压、过流、过热等保护功能，可以有效地保护储能电源产品免受损害。DC节能负载模块采用先进的功率转换技术，可以将输入电源能量转换为最佳输出功率，从而实现高效能源利用和降低耗能[4]。

该模块内置高精度的电流、电压检测芯片，可以实现对直流电路的精确控制和调节，从而提高电路的稳定性和可靠性。该模块可通过旋钮或按键即可实现参数设置和调节，也可根据实际需求通过智能化管理系统进行远程监控和控制，设置输出电流和电压等参数，并确保参数设置正确。

4.5 双向智能并网逆变器

双向并网逆变器具有整流和逆变两种工作模式，整流模式下实现电网对储能产品的充电，逆变模式下实现将储能产品中的电并入电网。是一种可以将直流电转换为交流电，并将其注入到公共电网中的设备。同时，当公共电网出现故障或停电时，它还可以将储存在备用电池中的直流电转换为交流电供储能产品使用。双向并网逆变器具有高效率、高稳定性、安全性等几大优点。在转换过程中，双向并网逆变器能够最大限度地减少能量损失，从而提高了能源利用效率。双向并网逆变器具有高度的稳定性和可靠性[5]，它可以自动检测电网电压和频率，并根据实际情况进行调整，以确保输出的交流电符合标准。双向并网逆变器具有多重保护措施，如过载保护、短路保护、过压保护等，这些措施可以有效地防止设备损坏或人身伤害。在选择双向并网逆变器时，需要根据实际需求选择合适的功率等级。如果您只是想将一部分电力注入到公共电网中，则选择较小功率的设备即可。

4.6 储能电源产品能量回收系统参数设定

由于储能系统（见图2）具有能量密度高、功率大、体积小等特点。因此在设计中，需要充分考虑以下特性。

图2 系统运行原理框架图

（1）容量：储能系统的容量有限，主要根据其自身的最大输出功率来估算。当储能设备的运行电流超过其额定工作电流时，应具有相应的保护措施，防止发生严重事故；当储存电压小于一定值时，应允许其进行充电或放电，以保证在正常负荷下持续供电。

（2）温度：在整个系统中，对于工况的变化有很大的影响，所以对工况的控制也有很高的要求；对电力电子装置来说，则要满足稳态和热稳定的性能指标。

（3）负载：因为蓄电池的充放电过程与电网并网的情况有关，所以要充分利用蓄电池的充放能力，使其能够承受较大的压力和电晕。同时还要注意不可以直接产生电弧，以免出现起火情况和损坏[6]。选择合适的电池类型、容量、充放电速率等。在选择这些参数时，需要考虑储能电源产品的实际使用情况，并根据其特点进行调整。另外，需要调整参数以提高系统效率。具体来说，这包括通过控制充放电速率、调整充放电周期等方式来控制系统运行状态；通过合理布局电池组、优化电路设计等方式来进一步提高系统性能。

5 结束语

综上所述，储能电源产品的可靠性评测系统是保证能量回收技术实现的关键。通过采用高精度的电池管理技术、数据分析算法和安全保护措施，能够确保储能电源产品在各种情况下的高效运行，并为用户提供备用电力。随着可再生能源技术的快速发展，储能电源产品的需求量将会不断增加，而能量回收技术也将成为一个越来越重要的领域。■