基于超级电容与蓄电池复合动力电源的研究

在综合分析各种存储方式的基础上,对超级电容和蓄电池的机理与特性进行了研究。为了解决单一储能方式的缺陷,将超级电容和蓄电池通过功率总线、双向DC/DC变换器等结合在一起。充分利用超级电容器功率密度大、循环寿命长的优点与蓄电池能量密度大的长处,确立了超级电容与蓄电池的复合储能系统方案。实验结果表明,超级电容和蓄电池混合储能方式可有效地实现系统的能量管理,提高储能效率。     

基于SOC状态反馈的混合储能功率优化策略

文中储能系统功率优化分配以一阶惯性滤波系统为基础,介绍了滤波系数的确定方法,首先提出了基于频谱分析的混合储能系统功率分配方法,根据频谱分析结果,确定波动功率在蓄电池与超级电容之间的分配;在频谱分析的基础上,进一步提出了基于SOC状态反馈的混合储能系统功率优化分配方法,并采用模糊控制,根据储能系统荷电状态SOC的值实时调整系统的滤波时间参数,从而实现超级电容-蓄电池储能系统的长期有效运行。最后,在PSCAD/EMTDC中搭建微电网仿真模型,并设计仿真方案,通过仿真验证所提混合储能系统功率优化分配策略的有效性。     

混合储能的独立光伏系统充电控制研究

超级电容的功率密度大,循环寿命长,很适合与能量密度大的蓄电池相结合,共同组成独立式光伏发电系统的储能部分。在此分析比较了两种储能器件的各项参数,针对光伏发电系统的特点,提出了一种应用于蓄电池与超级电容混合储能系统的充电控制方案。通过监视系统供电状态,减少蓄电池不必要的接入,达到延长蓄电池循环寿命的目的。实验结果表明,蓄电池与超级电容混合储能明显提高了系统的瞬时功率输出,降低了蓄电池的电流脉动,并减少其充放电循环次数,有效延长了蓄电池的使用寿命。     

微电网混合储能系统充放电控制策略研究

考虑到由蓄电池和超级电容组成的混合储能系统有利于稳定微电网直流母线电压和优化充放电过程,提出了一种基于直流母线电压稳定的混合储能系统充放电控制策略。该控制策略以直流母线电压稳定为控制目标,实现混合储能系统外部功率平衡,结合超级电容的快充能力和蓄电池的续充能力,以超级电容电压和蓄电池的荷电状态为判断条件,实现混合储能系统内部功率平衡。在Matlab/Simulink环境构建孤岛模式下微电网混合储能系统模型,分析了微电网混合储能系统在负荷功率波动时的运行特性,仿真结果验证了该控制策略在稳定直流母线电压同时降低了蓄电池的充放电次数。     

超级电容在微电网中的应用及健康状态分析综述

储能系统在各种应用中发挥着越来越重要的作用,如电动汽车或微电网。但是在传统的储能系统中以蓄电池作为主要的储能元件,难以同时满足高能量密度与高功率密度的要求。超级电容由于其高功率密度、良好性能和长寿命而与蓄电池组成的混合储能系统获得了广泛的应用。本文首先介绍了近年来超级电容的研究和其在混合储能应用;其次,对基于不同方法的超级电容健康状态诊断方法进行了解释和比较;最后结合当前领域的研究难点,探讨该领域未来的研究思路。     

基于模糊控制的混合储能可变时间滤波常数控制方法

针对光储一体发电系统中蓄电池-超级电容混合储能系统的功率动态分配问题,提出一种基于模糊控制的混合储能系统可变滤波时间常数功率分配方法.该方法考虑超级电容的荷电状态和混合储能系统功率需求的变化率,利用模糊控制对低通滤波时间常数进行动态调节,最大化利用超级电容在暂态过程中功率快速响应特性,使蓄电池功率响应更加平滑,减少对蓄电池的冲击,提升混合储能系统的整体性能.仿真结果表明,该方法能根据超级电容荷电状态和功率需求变化率,充分发挥超级电容功率型和蓄电池能量型的功能特性,有效提高光储一体发电系统的鲁棒性.     

基于混合储能电压源逆变器平抑微电网功率波动的方法研究

为了平抑间歇性微电源引起的功率波动,研究了基于超级电容和蓄电池的混合储能电压源逆变器（VSI）控制策略,设计了混合储能系统两级能量管理方法。将超级电容作为系统一级缓冲储能优先平抑微电网功率波动。并网运行时配电网作为二级储能,通过控制联络线功率,使超级电容端电压稳定在充放电限值以内,同时维持公共连接点（PCC）母线电压在允许范围内变化;孤岛运行时蓄电池作为二级储能,通过超级电容的缓冲作用减少蓄电池充放电次数,延长蓄电池使用寿命,当超级电容达到充放电警戒值时,精确控制蓄电池以恒功率输出,调节超级电容端电压恢复到正常值。仿真结果验证了方法的有效性。     

一种基于混合储能的独立光伏发电系统

针对目前采用铅酸蓄电池储能的光伏发电系统最大功率跟踪(MPPT)与优化蓄电池充放电过程往往不能兼顾的问题,设计了一种基于超级电容与铅酸蓄电池混合储能的独立光伏发电系统。介绍了该系统的结构,分析了能量管理方案,结合恒压法与变步长电导增量法改进了MPPT算法,实验结果证明了该系统的可行性。     

光伏发电系统混合储能功率分配控制策略

针对光伏并网发电系统中的功率波动,可通过蓄电池与超级电容组成的混合储能装置进行补充,但混合储 能装置存在储能单元容量有限引起的过充过放等安全问题,为此提出了一种考虑蓄电池和超级电容双SOC混合储能 功率分配协调控制策略.该策略首先利用二阶低通滤波器对不平衡功率进行初次分配,再将超级电容和蓄电池的SOC 划分为９个工作区域,根据不同工作区域进行二次功率分配.仿真结果表明该策略能有效解决储能单元过充过放等 问题.     

储能技术在光伏电站并网中的应用分析

分析了我国光伏电站发展形势,探讨了储能技术在光伏电站并网中的作用,通过对比分析几种储能技术,提出混合储能,并将蓄电池与超级电容混合使用,构建了基于混合储能的光伏电站并网系统.仿真验证了储能技术在光伏电站并网中的应用效果。     

直流供电系统混合储能技术研究

针对直流供电系统的后备电源中蓄电池使用寿命短、易老化、维护繁琐等问题,提出一种基于超级电容与蓄电池的混合储能方案,并将其应用于通信开关电源系统。仿真和实验的结果表明:在负载功率脉动的情况下,储能系统的功率输出能力较原有方式有了明显提高;并且减少了蓄电池的充放电小循环次数,提高了其使用寿命和系统经济性。对解决直流供电系统中蓄电池储能存在的问题,具有现实意义。     

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。     

微网孤岛运行下储能控制策略的分析与仿真

为维持微网孤岛系统的稳定运行并防止系统频繁的充放电对传统蓄电池储能产生较大的负面影响,文中介绍了一种由超级电容和蓄电池组成的混合储能系统能量管理方法.在负荷变化时,由超级电容迅速响应功率需求,同时控制直流侧母线电压;在直流侧母线电压稳定后,超级电容不再输出功率,由蓄电池补偿系统净负荷的功率缺额.该方法有效防止了微网孤岛系统的净负荷需求突然变化对蓄电池造成的冲击,优化了蓄电池的工作过程,延长了蓄电池的使用寿命.最后利用PSCAD仿真验证了本文所提方法的有效性.     

采用自适应小波包分解的混合储能平抑风电波动控制策略

采用蓄电池和超级电容构建混合储能系统以平抑风电场输出功率波动,实现风电平滑并网。首先,针对不同风电出力场景下风电功率的波动特性,结合风电并网波动标准和混合储能系统性能特点,实现风电功率的自适应小波包分解和储能初级功率分配,得到风电并网功率和混合储能初级功率指令;其次,在混合储能系统内部,根据超级电容的荷电状态,利用模糊优化控制对蓄电池和超级电容的功率指令进行二次修正,得到优化后的混合储能功率分配指令。算例分析表明,所提策略能够自适应地实现风电功率的最优分解和合理分配,确保混合储能荷电状态工作在合理区间,有效改善风电输出功率波动平抑效果,保证混合储能系统长期稳定运行。     

基于下垂控制的微电网混合储能系统调频策略

在微电网运行过程中功率的波动会影响系统频率的稳定性,储能装置可以有效抑制频率波动。针对不同储能装置特性和SOC状态,本文提出一种新的基于传统下垂控制的混合储能系统控制方法,混合储能装置选用互补性强的蓄电池和超级电容,超级电容担任主要频率控制单元快速提供功率响应频率变化,蓄电池响应负载的功率变化,并参与频率的二次调节,另外还考虑了不同蓄电池的SOC状态,在控制过程中均衡蓄电池SOC。最后基于Matlab/Simulink搭建仿真模型,验证所提策略的有效性。     

压缩空气超级电容混合储能系统中储电装置容量优化设计

文章介绍了一种新型的混合储能系统实现电能的存储与转化。该混合储能系统以微型压缩气体储能系统实现电能量存储,配合超级电容系统实现功率等级要求。压缩气体超级电容混合储能系统结合两种储能方式在高能量密度和高功率密度上的优势,既满足系统充放电的响应速度,也满足电能量较高效率转换的要求。超级电容系统作为电能量的缓冲调节系统,它的优化设计很大程度决定整个混合储能系统的效率与成本。对超级电容系统的优化设计进行了不同方面的考虑,得出了超容系统在混合储能系统中优化设计的方案,并进行了仿真试验,验证了该方案的可行性。     

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。     

基于混合储能的交直流混联微电网功率分级协调控制策略

针对交直流混联微电网孤岛运行时,仅靠互联变流器协调网间功率无法有效缓解系统频率与电压波动,且单一蓄电池储能难以适用多场景功率需求的问题,提出利用超级电容和蓄电池混合储能的交直流混联微电网功率协调控制策略。将混合储能作为储能子网连接在直流母线上,优先采用超级电容平抑交直流子网内功率波动,提出以储能荷电状态来划分五种工作模式的改进混合储能控制策略。兼顾超级电容快速响应特性和减少互联变流器的频繁起动,根据直流子网电压和交流子网频率波动程度,提出功率自治和功率互济工况的两级分层协调控制策略。通过设计混合储能处于不同工作模式的网间功率互济场景,仿真证明了所提混合储能和互联变流器协调控制策略能够平抑各子网负荷功率波动。     

含超级电容混合储能系统直流微电网功率分配策略

针对直流微电网中微电源功率输出不稳定以及负荷波动导致直流母线电压偏移问题,提出一种含超级电容和蓄电池的混合储能系统充放电控制策略。该控制策略将储能系统分为5种工作模式,控制系统根据直流母线电压值选择混合储能系统的工作模式,实现蓄电池与超级电容在充电、放电及空闲模式间自由切换,从而维持直流母线电压稳定。通过Matlab/Simulink软件搭建系统模型,仿真结果表明,采用该控制策略可使直流母线电压保持在电压偏移允许范围内。     

基于DIgSILENT平台的储能建模

电力储能设备在新能源发电领域正受越来越大的关注,在商业软件中建立其动态模型十分重要。针对蓄电池和超级电容在直流侧耦合这种通用混合储能结构,推导了蓄电池和超级电容的数学模型,并在商业软件DIgSILENT中实现其动态模型的自定义。所建立的混合储能模型通用性较强,不仅能适应混合储能的模拟,也能模拟单独的蓄电池或者超级电容。结合典型算例对建立的模型进行仿真,验证了模型的通用性和控制策略的有效性。