风光互补发电蓄电池超级电容器混合储能研究

提出一种风光互补发电中的超级电容器与蓄电池混合储能系统,充分利用蓄电池能量密度大和超级电容器功率密度大、循环寿命长的优点,大大提升了储能系统的性能。建立了混合储能系统的模型和控制环节,并进行实验,结果表明,在发电功率和负载功率脉动时,蓄电池能够工作在优化的充放电状态,有效减少了充放电循环次数,延长了使用寿命,提高了系统的工作效率。该系统对解决新能源发电系统中储能问题,具有十分重要意义。     

超级电容器蓄电池混合电源

超级电容器与蓄电池混合使用,可以充分发挥蓄电池比能量大和超级电容器比功率大、循环寿命长的优点,大大提升混合电源的性能。建立了蓄电池超级电容器并联的数学模型,定量地分析了混合电源性能的改善及其影响因素。对直接并联、通过电感器并联和通过功率变换器并联三种结构进行了研究和实验验证。实验表明,混合电源的功率输出能力大大提高了,蓄电池的放电过程得到了优化;通过功率变换器的并联结构具有较好的效果和实用性。     

基于成本分析的超级电容器和蓄电池混合储能优化配置方案

超级电容器和蓄电池混合储能系统综合了功率型储能元件和能量型储能元件的优势,避免了单一储能技术的不足,是储能技术的重要发展方向之一。针对储能在大功率、大容量、波动性较强的应用场合,在分析负荷特性需求的基础上,给出了储能系统总容量配置的方法,提出了基于成本分析的超级电容器和蓄电池的混合配置方案。算例分析验证了所提方法的有效性。     

超级电容器蓄电池混合电源性能研究

超级电容器蓄电池混合电源能充分发挥蓄电池比能量大和超级电容器能快速充放电、循环寿命长的优点,能显著提高电源的峰值输出功率。建立了超级电容器蓄电池混合电源的数学模型,系统地分析了影响超级电容器蓄电池混合电源峰值输出功率的因素,并通过实验对超级电容器蓄电池混合电源的峰值输出功率性能进行了验证。分析和实验结果表明:超级电容器蓄电池混合电源的峰值输出功率与脉动负载的占空比、脉动负载的周期、超级电容器的内阻、蓄电池的内阻、超级电容器的容量、超级电容器的并联支路数有着密切的关系。超级电容器蓄电池混合电源的峰值输出功率比蓄电池有了显著的提高。     

独立光伏系统中超级电容器蓄电池有源混合储能方案的研究

超级电容器与蓄电池混合使用,可以充分发挥蓄电池能量密度大和超级电容器功率密度大、循环寿命长的优点,大大提升储能系统的性能.针对独立光伏系统的特点,设计了一种有源式混合储能方案,建立了系统的模型和控制环节.实验结果表明,在光伏发电功率和负载功率脉动时,蓄电池能够工作在优化的充放电状态,并能够有效地减少充放电小循环次数.对解决光伏等可再生能源系统中的储能问题,具有现实可行性.     

超级电容器与蓄电池混合储能系统在微网中的应用

由于微网中含有发电单元输出功率与负荷功率2组不相关随机变量,储能需要频繁吸收(发出)有功功率以维持微网的稳定运行,这对传统蓄电池储能的工作状况产生了较大的负面影响,缩短了其使用寿命.文中提出了适用于微网的超级电容器与蓄电池混合储能结构,采用统一建模方法进行了建模,并采用小信号分析方法推导了储能的稳定条件.针对该混合储能结构,采用多滞环调节控制策略提高了储能的灵活性与实用性.利用超级电容器功率密度高和循环寿命长的优点,通过控制双向DC/DC变换器实现对蓄电池充放电过程的优化控制,可以避免蓄电池单独储能时的容量浪费,延长其使用寿命,提高储能的技术经济性.仿真和实验结果验证了所提出的混合储能结构及其控制策略的有效性.     

超级电容器-飞轮-蓄电池混合储能系统容量配置方法研究

采用混合储能系统能够降低储能配置的年均综合成本,提高光伏发电系统的经济效益。针对超级电容器-飞轮-蓄电池混合储能系统,采用经验模态分解方法把光伏发电功率与负荷功率之间的不平衡功率分为高频、中频和低频三部分,分别作为超级电容器、飞轮和蓄电池的参考功率;构建以年均综合成本最小为目标函数,同时考虑混合储能系统的充电与放电功率和剩余电量等约束条件的容量优化配置模型,采用遗传算法进行优化,并通过实例分析验证了该配置方法的有效性。     

超级电容器储能系统统一模型的研究

从超级电容器储能系统的运行机理出发,设计了含双向DC-AC-DC变换器的超级电容器储能系统主电路结构,并建立了其统一模型。仿真结果证明了所建统一模型的正确性和有效性,并表明超级电容器储能系统提高了分布式发电系统的运行稳定性。     

电池-超级电容器混合储能系统设计

传统的单一储能元器件较难同时具备高能量密度、高功率密度两项优势。为提升储能系统的综合性能,延长系统中各储能元件的使用寿命,设计了电池-超级电容器混合储能系统。以电池 超级电容器的混合储能系统为例,采用Buck-Boost控制器作为充放电保护,提出了电流电感双闭环控制策略。最后,对电池-超级电容器的混合储能系统设计的系统进行了仿真实验测试,结果表明该混合储能系统能在发电过程中避免电池的频繁充放电,有效提高系统效率,对延长元件的使用寿命具有一定的促进作用。     

一种蓄电池和超级电容器混合储能系统及其能量分配策略

文章研究了一种基于蓄电池和超级电容的混合储能系统(Hybrid Energy Storage System,HESS),并将其应用于直流微电网系统。针对脉动功率突变对直流母线电压及蓄电池组正常运行造成剧烈冲击的问题,提出了一种基于移动平均滤波算法的混合储能系统能量分配控制策略,由蓄电池组承担平缓的功率变化,而由超级电容器补偿脉动负荷的功率突变,从而优化蓄电池充放电过程,减小蓄电池充放电循环次数,延长其使用寿命。文章首先对其拓扑结构及工作原理做了介绍,然后详细分析了所提出的能量分配策略,最后通过实验验证了提出的能量分配策略的有效性。     

蓄电池和超级电容混合储能系统控制策略研究

针对蓄电池与超级电容不同的储能特点,采用适合混合储能交流应用模式系统结构及控制方式,利用高通滤波器将负载功率高频波动分量作为超级电容储能的有功指令,剩余功率作为蓄电池储能的有功功率,保证了超级电容与蓄电池之间的协同控制,并利用Matlab仿真算例验证了控制策略的有效性。     

蓄电池-超级电容混合储能系统控制方法研究

电池-超级电容半主动混合储能系统广泛应用于短时大脉动功率的场合。通过对电力电子设备的控制,可以对瞬时功率进行合理地分配,最终达到延长电池和超级电容使用寿命及提高系统输出性能的目标。低通滤波和移动平均是两种重要的功率分配方法,而更适用于脉动负载的方法至今还没有文献给出。选用电池直接并联流母线,超级电容通过双向直流-直流变换器接直流母线的半主动混合储能系统,分析和建立了基于移动平均和低通滤波控制的两种SAHS模型。在脉动负载下,比较了低通滤波和移动平均这两种控制算法。此外,还设计了超级电容的过压和欠压保护控制。研究表明,两种控制方法在脉动负载下都能很好地减小电池的电流波动,但是移动平均控制下的电池电流更平滑。同时,超级电容的保护控制也保证超级电容工作在正常的电压范围内。     

超级电容器储能装置研究

超级电容器可作为配电网电能质量调节装置的储能单元,提供必要的能量缓冲。详细分析了超级电容器储能装置的恒压双向功率流工作原理,建立了相应的系统模型,并根据超级电容器的特点,给出了超级电容器储能装置的设计方法,有效地规避了系统开环传递函数不稳定极点的出现。还采用统一控制器实现了储能、释能工作模态的平滑切换,实验结果证明了该控制策略的有效性和可行性。     

超级电容器储能特性研究

基于超级电容器等效电路模型,本文推导了超级电容器等效阻抗函数,研究了恒流充电时的超级电容器的储能基本特性。并结合实验方法,对超级电容器的端电压波动、容量、循环寿命、漏电流进行了广泛测量。在理论分析与实验对比的基础上,根据超级电容器的内部结构探讨了部分特性变化的理论原因,为高效应用超级电容器的储能研究提供了科学依据。     

超级电容器储能控制技术研究

提出了双向DC-DC变换器在超级电容器充放电过程中的控制方法,能够解决绝大多数需要对超级电容器充放电的场合。在PSCAD/EMTDC电力系统仿真软件中构建超级电容器的充放电电路模型,通过对无补偿时双向控制模型分析,采用PI或者PID补偿环节实现系统的稳定,并进行仿真验证。为减小充电电流脉动,进一步提出对超级电容器进行多重充电的思路,给出仿真结果。仿真系统的稳定和良好的仿真结果说明所提出的方法可行。     

基于超级电容器的混合储能在直流微电网中的应用

针对直流微电网中对母线电压稳定性的要求及蓄电池的性能缺陷,采用超级电容器与蓄电池有机结合的混合储能系统;分析了混合储能系统的结构,改善储能系统的性能,提高其响应速度及抗冲击能力;设计了混合储能系统的输出特性,使其在孤岛状态能有效的控制母线电压,最后在matlab/simulink中搭建了系统的仿真模型,对微电网并网转孤岛运行进行分析,仿真结果表明了混合储能系统的有效性。     

超级电容器的储能特性研究

分析了超级电容器储能系统在直流电网中的工作状态,对该储能系统进行了建模,并对开关频率分别为1、2,4 kHz时的储能系统模型进行仿真和实验.实验结果表明,超级电容器储能系统理论上是正确的,应用上也是可行的.     

混合储能超级电容与蓄电池能量分配策略研究

针对超级电容与蓄电池的混合储能,提出了一种电池端DC-DC变换器动态控制策略。该策略可以防止电池出现深度放电,降低蓄电池的充放电频率,延长电池使用寿命,并通过仿真验证了其有效性。     

蓄电池与超级电容混合储能系统的控制策略

在分布式发电系统中,储能系统要同时具备高功率密度和高能量密度的特点,单种储能元件往往难以达到这个要求,蓄电池与超级电容在性能上具有很强的互补性。本文将蓄电池与超级电容分别通过双向半桥变换器连接到直流母线上构成混合储能系统,蓄电池稳定直流母线电压以维持母线上能量供需平衡,超级电容迅速提供负载波动功率高频分量,抑制负载突变对直流母线造成的冲击。分析了负载功率高频分量的检测方法,建立了双向半桥变换器的数学模型和四种模式下的控制策略。利用DSP实现储能系统的综合控制,通过仿真和实验验证了系统控制策略的有效性。     

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。