赝电容型超级电容器电极材料的研究进展

超级电容器相较于传统储能装置，具有使用寿命长、功率密度高、充放电速率快等优点。赝电容作为超级电容器的重要分支，是一种具有高比功率和能量密度的新型储能器件。综述了赝电容型超级电容器电极材料的储能机制及电化学特性，并对其未来的研究重点和发展方向进行展望。     

基于FPGA的超级电容器均衡充电电路设计与实现

由于超级电容器单体性能参数存在的离散性,当多个单体串联组成电容器组时,在充放电过程中容易造成过充或过放现象,严重危害超级电容器的使用寿命。在比较现有的几种均衡充电电路基础上提出一种新的解决思路,以FPGA为检测、控制单元,有效地对电容进行充放电控制,防止其过充或者过放,提高了超级电容器的循环使用次数,并且降低了不必要的能量消耗。     

氧化镍超电容器的研究

使用传统的水解方法制备了氢氧化镍胶体 ,在 30 0℃下进行烧结处理后得到具有特殊材料微结构以及表面特性的超细氧化镍材料 ,电化学方法证明该材料制备的电极具有典型的电容性能 ,“准电容”比容量达到 2 40F/ g以上 ,优于普通的双电层电容器活性炭电容材料比容量 ,恒流充放电实验证明使用该材料制备的电容器具有良好的大电流充放电性能以及循环寿命 ,是一种极具有发展潜力的储能器件。     

车用锂离子超级电容的性能实验与建模研究

研究了一种用于深度混合动力车的新型高比能量锂离子超级电容器。对该新型超级电容器在充放电实验平台依照相关标准进行了性能实验。根据实验数据和锂离子超级电容器的基本原理,建立了适用于该新型超级电容器的仿真模型,并在模拟工况下验证了仿真模型的有效性。建立的锂离子混合超级电容器模型具有较高的精度,可用来对该新型超级电容器进行SOC估计和故障诊断,具有较强的工程价值。     

35 V混合超级电容器的性能研究

以Al/Al2O3为阳极,活性炭为阴极,研制了一种电压为35 V、电容为50 μF、能量密度为0.326 J/cm3的混合超级电容器.恒流充放电测试结果表明:它具有快速充放电的能力,能量密度比47 μF铝电解电容器提高了约6倍.频谱阻抗分析表明:频率特性曲线接近于理想超级电容器,具有良好的电容特性和频率特性.     

发展中的电化学电容器

详述了电化学电容器的特点:可高倍率充放电,充放循环寿命远大于可充电电池,它在充放电过程中产生的热效应小于电池充放电过程中产生的热效应。讨论了各种类型的电化学电容器:双电层电容器、吸附作用产生的准电容、混合电化学电容器、导电聚合物氧化还原超电容器和复合电极电化学电容器。阐述了超级电容器的各种应用;指出它是具有发展前景的一种能量贮存利用装置。     

超级电容器直流储能系统的FTU控制技术的实现

超级电容器是近年出现的一种介于电池与电解电容器之间的新型绿色储能元件,具有电容器功率密度高、寿命长、无需维护及充放电迅速等特性。为了推动超级电容器在电力控制系统的应用范围,通过工程实践介绍超级电容器在FTU控制系统中的应用原理和实际效果。     

超级电容在电梯节能中的应用前景探讨

探讨了超级电容在电梯节能中的应用前景。选择合理的电梯节能系统结构,在计算完成电梯运行中的需求功率和能够将电梯单方向单程运行时回馈的最大能量吸收基础上,给出了超级电容器的设计方法。通过对某通用变频器的Simulink仿真分析,针对曳引机空载、由空载到电动状态和由空载到发电状态三种情况给出了基于超级电容的电梯节能系统基本控制策略,从而使超级电容能够实现应急电源和能量缓冲功能并且得到较高的充放电效率。通过研究显示,超级电容在大功率电器电子产品尤其是电梯产品中具有良好的应用效果和优势,其应用前景无可限量。     

超级电容有轨电车供电系统研究

超级电容器因其功率密度大、充放电效率高、工作温度范围宽、使用寿命长等突出优点,广泛应用于城市轨道交通等诸多领域。介绍了超级电容有轨电车供电系统,建立了超级电容的数学模型,介绍了超级电容的串并联技术,推导了超级电容的充放电特性数学表达式,在此基础上设计了一种由超级电容模组串并联组成的超级电容供电系统,实验结果表明,该系统充、放电特性皆满足设计要求,对超级电容有轨电车供电具有应用推广价值。     

太阳电池阵样品等效电容的确定方法

在实验室进行的等离子体环境下的静电充放电试验中,由于条件的限制,一般使用的太阳电池阵样品只有几十平方厘米大小,可以通过选用增加等效电容的方法来模拟实际的太阳电池阵。分析了太阳电池阵静电充放电的基本原理。通过现象分析,确定了影响太阳电池阵充放电的几个电容因素,并对各个电容进行了分析,给出了等效电容的计算方法。分析表明,影响太阳电池阵充放电的电容因素主要有两个方面,一是影响一次放电的电容,主要是玻璃盖片的电容;另一个是影响二次放电的电容,电池串间的电容起主要作用。     

电化学混合电容器

电化学混合电容器是一种介于超级电容器和电池之间的新型贮能元件。与传统的双电层电容器相比 ,它具有更高比容量和比能量 ,与电池相比 ,具有更高的功率密度和较低的能量密度。叙述了电化学混合电容器的原理、特点、最新研究进展 ,以及正在应用和潜在的应用领域     

应用于混合储能的组合级联式多端口变流器拓扑结构研究

针对光伏等可再生能源发电的间歇性和功率波动问题,提出一种新型的用于混合储能的组合级联式隔离型多端口变流器拓扑结构及其控制策略。该装置由蓄电池组、超级电容器组、多端口隔离半桥DC/DC变换器和级联式H桥DC/AC变换器组合而成。首先对该拓扑的工作原理进行了分析;然后结合相应的控制策略,通过滑动平均滤波算法将外界给定目标功率指令在各储能单元之间进行合理分配,并在PLECS上搭建了基于该装置的光伏电站并网模型进行仿真;最后,结合仿真结果和实际工程案例对该装置可带来的经济效益进行了定量分析。结果表明,所提出的混合储能拓扑结构可有效结合超级电容器功率密度高、响应速度快,和蓄电池能量密度高、适用于平抑长周期缓慢功率波动的特点,提高了间歇式电源并网运行的电能质量和可调度性,同时避免了蓄电池频繁充放电,显著延长了电池使用寿命。该装置可用于基于蓄电池-超级电容器混合储能(BSHES)的大功率储能电站,实现平滑可再生能源发电输出功率波动和微电网中的调频调压功能,模块集成度高,可实现模块化生产,具有广阔的应用前景。     

太阳能电动车混合储能系统的能量管理策略研究

论文提出了一种适用于太阳能电动车的混合动力储能系统方案,给出了该系统的能量管理控制算法,其核心是分配、协调和优化太阳能、蓄电池和超级电容的能量。该系统包含太阳能电池板、boost变换器、蓄电池、超级电容、双向DC／DC变换器和直流无刷电动机。文中提出了一种新的双向DC／DC变换器的控制方法,能够充分利用超级电容的快速充...     

阶梯式快速混合储能系统设计及控制策略研究

针对微风、弱光条件下,风能、太阳能发电系统中储能设备效率低的问题,提出超级电容器阶梯式快速储能模型,并以超级电容器和锂电池为基本储能元件设计了阶梯式快速混合储能系统。基于超级电容器快速充放电的特点,将多个超级电容器串联,设计了一种阶梯式快速储能设备。利用锂电池能量密度大的特点,将阶梯式快速储能设备与锂电池结合,设计实现了一种阶梯式快速混合储能系统。该系统可实现充电、控制、保护和显示等功能。经过试验验证,该系统可解决风力、光伏发电机在微风、弱光状态下,电池低电压运行的储能问题,有效提高了微能的利用率。     

独立光伏系统混合储能控制策略研究

对独立光伏系统中混合储能系统的控制策略进行了研究。提出了一种新的基于模式识别的仿人智能控制策略。该策略首先要求蓄电池DC-DC恒流输出,超级电容DC-DC恒压输出;然后通过观测超级电容电压识别出系统当前模式,运用规则推出蓄电池电流的改变量和蓄电池电流变化率的限制值,从而可以使蓄电池电流平稳并且随负载变化而变动。理论分析和实验证明该策略可以使超级电容优先吸纳负载波动量,蓄电池电流平稳且随负载变化而变动。该策略较好地实现了混合储能系统的控制目标,并且简便易行,有较高的性价比。     

串联超级电容器组的均压控制分析与研究

超级电容器作为一种高功率型储能装置,在生活中得到越来越广泛的应用,但是由于电容器单体电压较低,实际储能系统使用中必须通过串并联的方法构成超级电容器组.针对在应用过程中超级电容器串联存在的电压不均衡问题,文章提出了一种改进后的电容器均压控制电路.该电路由电容器、开关管以及变压器构成,通过反馈控制,简化参数计算,提高电压的一致性.最后在MATLAB/Simulink平台仿真验证了该控制电路下电压均衡速度快、误差小、且易于扩展,在电容器储能系统的使用中具有较高的应用价值.     

混合储能多目标容量优化配置

针对蓄电池和超级电容混合储能系统的容量配置,提出了混合储能系统多目标容量优化配置模型,该模型以经济成本、供电可靠性、能量过剩和供需平衡为目标,以蓄电池的SOC、超级电容的端电压和最大功率为约束,同时考虑能量控制策略的影响,应用改进粒子群优化算法同时对蓄电池和超级电容的容量和功率进行设计,并通过仿真验证了所提多目标容量配置算法的快速收敛性和可靠性。     

基于复合储能系统的微网联络线功率优化

风电资源具有波动性、随机性,直接接入电力系统会对电力系统的安全稳定运行造成影响,因此提出一种基于超级电容器、蓄电池和压缩空气储能组成的复合储能系统。超级电容器和蓄电池组成平抑短时间尺度功率波动的储能系统;压缩空气储能组成长时间尺度下削峰填谷的储能系统,根据上下限功率约束控制联络线功率。建立考虑寿命损耗的复合储能系统成本模型。仿真结果验证了所提复合储能系统的有效性,且相比于其他储能方案,其具有更好的经济性。     

有源并联混合储能系统的模糊PI控制仿真研究

目前分布式能源的开发和应用日趋广泛。对直流侧含有超级电容器和锂电池的混合储能系统（HESS）的模糊PI控制进行了研究,采用有源并联结构,锂电池和超级电容器分别由两个两相交错并联Buck-Boost型双向DC/DC变换器与直流侧连接。基于MATLAB Simulink仿真工具建立了系统模型,分析了混合储能系统的充放电控制过程。通过模糊PI控制仿真结果与普通PI控制仿真结果相比较验证了所提出方法的有效性。     

超级电容和蓄电池混合储能系统的THIPWM算法研究

针对超级电容和蓄电池混合储能系统的动态性能较差,输出交流电压波形失真严重的问题,提出了一种采用三倍频谱波注入的脉宽调制(THIPWM)法。利用三电平逆变器的优良性能改善系统的动态性能,对蓄电池和超级电容两端直流输出电压电流、直流侧总电流进行采样,解决三电平逆变器中性线电压不平衡的问题,实现了超级电容与蓄电池在运行过程中的平滑控制,减少了最终输出波形的畸变指数。用Matlab搭建出仿真模型,证明所提出的含三电平逆变器的拓扑结构及其控制算法的实用性和正确性。