超级电容器蓄电池混合储能系统在航标设备中的应用探索

独立光伏发电系统广泛应用于航标设备,通常需要储能系统来保证供电的稳定性和持续性。为了吸收光伏电池发出的脉动功率,从而抑制直流电源的电压波动,并满足向负载提供短时大功率的需求,提出了采用超级电容器和蓄电池混合储能方案,并进行了充放电系统分析,针对超级电容和蓄电池充放电特点,提出了充放电控制策略。     

蓄电池-超级电容器复合电源储能独立光伏系统研究

蓄电池和超级电容器混合使用,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,大大提升了复合电源的性能。建立了蓄电池超级电容器并联的数学模型,定量地分析了复合电源性能的改善及其影响因素。针对独立光伏发电系统的特点,将复合电源储能应用于独立光伏系统中,建立了该系统的仿真模型并设计了相应的控制环节。仿真结果表明:在独立光伏发电系统的发电功率和负载功率脉动的情况下,蓄电池工作在优化的充放电状态,其充放电电流比较平滑,有效地减少了充放电小循环次数。     

超级电容在航标太阳能电源系统的应用研究

超级电容器与蓄电池混合使用,可以充分发挥蓄电地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.针对航标太阳能电源系统存在的问题,设计了一种有源式混合储能方案,实验结果表明,在光伏发电功率对脉动时,蓄电池能够工作在优化的充电状态,并能够有效地减少小电流充电循环次数,达到延长蓄电池寿命之目的,证...     

AGV用超级电容与蓄电池混合储能的设计

针对自动导引运输车（AGV）的工作特点和在使用蓄电池中存在的大功率放电问题,提出了超级电容与蓄电池的混合储能系统,并对混合储能系统进行了参数匹配和设计。对混合储能的电气系统进行了仿真研究,结果显示,采用超级电容和蓄电池的并联混合可以将蓄电池的最大放电电流减小100A以上,使蓄电池的放电电流控制在额定电流以内,延长了蓄电池的使用寿命,改善了对大功率脉动负载适应能力,从而使AGV的动力性能也得到提高。     

基于锂电与超级电容的车用混合储能系统研究

超级电容的高功率密度使它们可以成为电动汽车或混合动力汽车的负载平衡装置,此外,其快速充电的特性非常适合应用于功率再生制动。针对纯电动汽车和混合动力汽车储能系统的特点,将超级电容与蓄电池混合使用,制定相应的控制策略。通过仿真验证混合储能系统可以有效地实现能量管理,进而提高新能源汽车的续航里程。     

超级电容在直流操作电源系统中的应用

超级电容(双电层电容器EDLC)是一种新型储能元件,其与蓄电池相比具有一定的互补性.利用超级电容(或与蓄电池一起)构成直流操作电源系统中的储能部件,可以解决蓄电池直流操作电源系统中存在的问题,提高电源系统的可靠性和可性.本文针对超级电容的以上特性,提出了超级电容在直流操作电源系统中的多种应用方案.     

基于混合储能的直流微电网控制策略研究

针对直流微电网中新能源不稳定输出导致的微网功率不平衡和直流母线电压波动大等问题,研究了一种由光伏发电系统、混合储能系统和交流市电构成的直流微电网结构,提出了一种新型的直流微电网能量控制策略,根据母线电压值将系统分为4种工作模式、7个运行区间,系统的运行方式可以自动判断和自由切换。该微电网中的混合能源管理系统含有2个互补型储能元件——蓄电池和超级电容器,其以特殊的供应逻辑提高了系统的可靠性和灵活性。通过Matlab/Simulink仿真平台验证了这种策略的可行性。     

蓄电池/超级电容HESS功率分配策略研究

因蓄电池和超级电容器分别具有高能量密度和高功率密度的优点,将它们组合成混合储能系统(Hybrid Energy Storage System,HESS)可以满足微电网的多种要求。现基于并联型混合储能系统结构,提出了基于超级电容荷电状态(State of Charge,SOC)的功率再分配的优化方案,在Matlab/Simulink中搭建了仿真模型,验证了所提分配策略的有效性。     

地铁混合储能系统及其功率动态分配控制方法

针对城市地铁制动能量瞬时大功率、短时大能量等引起的牵引网电压安全问题,提出采用超级电容-锂电池组成双DC/DC架构的混合储能系统进行制动能量吸收。通过引入制动电阻辅助分流,研究采用电压分级的方法实现混合储能系统中超级电容、锂电池以及制动电阻的启停控制;同时根据一阶低通滤波法以及基于超级电容荷电状态的动态滤波常数调整方法,优化超级电容组和锂电池组的输出功率,并在MATLAB中搭建了仿真模型。仿真结果表明该控制方法可以有效抑制牵引网电压的波动,同时提高了混合储能系统整体性能和性价比。     

基于混合储能的罐笼自发电与回收系统研究

由于工作条件的限制,矿井罐笼在井下工作过程中的信息交互以及能量传输问题是研究人员亟待解决的问题之一。提出一种基于超级电容与蓄电池混合储能的罐笼自发电与回收系统设计方案,使得罐笼内部电能可以通过混合储能系统循环流动,避免了罐笼内部电能远距离输送带来的危险。最后在MATLAB仿真环境中验证了所提控制策略和方案的可行性。     

Modeling,control, and simulation of grid connected intelligent hybrid battery/photovoltaic system using new hybrid fuzzy-neural method

Nowadays, photovoltaic (PV) generation is growing increasingly fast as a renewable energy source. Nevertheless, the drawback of the PV system is its dependence on weather conditions. Therefore, battery energy storage (BES) can be considered to assist for a stable and reliable output from PV generation system for loads and improve the dynamic performance of the whole generation system in grid connected mode. In this paper, a novel topology of intelligent hybrid generation systems with PV and BES in a DC-coupled structure is presented. Each photovoltaic cell has a specific point named maximum power point on its operational curve (i.e. current–voltage or power–voltage curve) in which it can generate maximum power. Irradiance and temperature changes affect these operational curves. Therefore, the nonlinear characteristic of maximum power point to environment has caused to development of different maximum power point tracking techniques. In order to capture the maximum power point (MPP), a hybrid fuzzy-neural maximum power point tracking (MPPT) method is applied in the PV system. Obtained results represent the effectiveness and superiority of the proposed method, and the average tracking efficiency of the hybrid fuzzy-neural is incremented by approximately two percentage points in comparison to the conventional methods. It has the advantages of robustness, fast response and good performance. A detailed mathematical model and a control approach of a three-phase grid-connected intelligent hybrid system have been proposed using Matlab/Simulink.     

一种智能型太阳能路灯控制器的设计与实现

以独立光伏发电系统——太阳能路灯系统为研究对象,采用了MPPT跟踪算法中的扰动法来进行对最大功率点的跟踪控制,设计了DC／DC电力变换电路,并基于PIC16C712单片机设计了一种智能型太阳能路灯的控制器。它集太阳能电池板最大功率点跟踪（MPPT）控制和蓄电池的充放电管理功能于一体,能对蓄电池起到有效过充电和过放电保护,延长蓄电池的使用寿命,提高太阳能路灯系统运行的可靠性。     

Fractional order fuzzy control of hybrid power system with renewable generation using chaotic PSO

This paper investigates the operation of a hybrid power system through a novel fuzzy control scheme. The hybrid power system employs various autonomous generation systems like wind turbine, solar photovoltaic, diesel engine, fuel-cell, aqua electrolyzer etc. Other energy storage devices like the battery, flywheel and ultra-capacitor are also present in the network. A novel fractional order (FO) fuzzy control scheme is employed and its parameters are tuned with a particle swarm optimization (PSO) algorithm augmented with two chaotic maps for achieving an improved performance. This FO fuzzy controller shows better performance over the classical PID, and the integer order fuzzy PID controller in both linear and nonlinear operating regimes. The FO fuzzy controller also shows stronger robustness properties against system parameter variation and rate constraint nonlinearity, than that with the other controller structures. The robustness is a highly desirable property in such a scenario since many components of the hybrid power system may be switched on/off or may run at lower/higher power output, at different time instants.     

燃料电池中巴车电电混合动力控制系统

针对燃料电池电压电流输出特性及动态响应滞后的特点,提出燃料电池加辅助电源的中巴车电电混合动力系统方案。采用燃料电池加镍氢电池加超级电容的三能源结构作为整车的驱动电源,设计了整个动力系统的基本结构。通过分析动力系统的驱动模式,引入智能协调和预测控制思想,设计了燃料电池中巴车混合动力协调控制系统。采用三层前馈神经网络建立系统的非线性预测模型,对燃料电池发动机功率预测控制系统进行了研究和优化,给出了具体的预测控制算法步骤。仿真实验结果表明该控制策略具有良好的控制效果,减少了燃料电池发动机输出功率的频繁波动,整车动力性及经济性都得到了加强。     

分布式发电系统中的蓄电池模型

简要介绍了分布式发电系统的现状,分析了储能在分布式发电系统中的作用。着重介绍了蓄电池储能系统,并且根据分布式发电系统自身的特点,结合Shepherd方程和Peukert经验公式提出了基于VisualC 软件开发的蓄电池模型。     

基于MPPT的太阳能智能充电控制器

针对离网光伏发电系统中光伏电池利用率不高和蓄电池极易因充电不当而损坏的问题,分析了光伏电池的输出特性和蓄电池的充放电特性,结合最大功率点跟踪（MPPT）技术和同步整流技术,设计了一个基于同步BUCK电路的太阳能充电控制器并搭建了试验样机。通过运用带有温度补偿的并列三环PID控制方法对充电全过程进行了控制以实现蓄电池在恒流、恒压、MPPT等不同充电方式之间的智能切换。研究结果表明,该控制器在充分利用太阳能的基础上照顾了蓄电池本身的充电特性,避免了蓄电池意外受损,将充电效率提升到了96％以上,最终达到了优化能量管理的目的。     

家用太阳能光伏发电系统设计

太阳能是最普遍的自然资源,也是取之不尽的可再生能源.为解决边远的农牧地区、偏僻的山区、孤立的岛屿等地方人们日常生活、生产用电的需要,改善人们的生活水平,进行了家用太阳能光伏发电系统的设计.根据当地的气象、环境状况及具体用电情况,给出了系统的设计方法及施工要求,包括蓄电池容量的计算、控制器的选择、逆变器功率的选择、太阳能...     

基于HEV的磷酸铁锂电池剩余电量计量方法的研究

在研究混合动力电动汽车磷酸铁锂电池放电特性的基础之上,提出了基于磷酸铁锂电池工作电流、工作温度和工作电压的混合动力电动汽车动力电池剩余电量计量方法,建立相应的数学模型,并在Matlab/Simulink软件中进行了磷酸铁锂电池剩余电量计量方法的仿真分析.仿真结果表明,与SOC法相比,基于磷酸铁锂电池特性的相对剩余电能量法可以直接反映电能量随电池工作电流和电压的改变而变化的关系,尤其是在电池工作电压变化比较大的阶段,其Km值与SOC值平均相差7%~23%.     

规则控制与行驶工况相结合的现代有轨电车能量管理策略

规则控制具有鲁棒性强、灵活性高等显著优势,逐渐成为优化储能式现代有轨电车能量管理性能的经典方法,但也同时面临过于依赖专家经验与工况适应性差的问题。为此针对有轨电车用锂电池/超级电容混合储能系统,在传统模糊逻辑控制的输入中同时引入道路坡度和运行速度,提出一种动态功率分配新方法。依据行驶工况制定隶属度函数与论域,调整超级电容高功率密度响应时刻,优化列车动力性能;采用粒子群算法对模糊控制规则权重寻优,在保证列车功率需求的同时降低锂电池峰值电流,延长储能系统使用寿命;并将所提策略应用到北京现代有轨电车西郊线路数据的算例对比验证中。结果表明,融合行驶工况信息的模糊控制相较于传统模糊控制实现了在功率分配、锂电池和超级电容荷电状态偏移范围、锂电池运行应力及储能系统整体效率方面的多重最优,且再生制动能量回收率有显著改善;通过粒子群算法对规则权重寻优相较于传统固定权重方案使锂电池峰值电流降低31.02%,列车续驶里程提升了22.45%,且算法在迭代7次以内能够找到全局最优解,运算速度快,易于实现。