直流微网混合储能系统优化控制策略

和单一储能相比,蓄电池/超级电容混合储能系统可以满足微网多样化的要求.在独立直流微网系统中,根据优先使用功率密度较高的超级电容、减少蓄电池频繁大电流充放电的原则,提出了一种混合储能系统优化控制策略.加入延迟环节延迟蓄电池出力,由超级电容迅速平抑系统功率波动;根据超级电容实时荷电状态和充放电状态,采用模糊控制器调整延迟时间,在保证超级电容安全运行的前提下实现其充分利用;蓄电池作为持续供能设备,采用基于其端电压的多滞环电流控制方法,对蓄电池充放电过程进行优化,减少高频充放电电流切换造成的损伤.仿真实验结果验证了控制策略的有效性.     

基于Ansoft的超级电容器的研究与仿真

超级电容器(Ultra capacitor)是近期发展起来的一种新型储能元件,针对超级电容在混合动力汽车起动发电系统的应用,介绍了超级电容的结构和模型,通过Ansoft-maxwell 2D的瞬态起动和发电仿真再次验证了超级电容在汽车ISAD系统中相对于蓄电池的明显优势.通过Ansoft的瞬态仿真计算验证了超级电容对汽车ISAD系统性能的改善性.     

基于改进型滤波器功率分流控制的HEV复合电源

针对混合动力汽车能量存储系统需要满足可变的负载功率需求以及吸收制动时的可再生功率这一问题,引入蓄电池-超级电容器复合电源储能系统。对主动式结构复合电源进行分析与研究,采用改进型滤波器功率分流控制策略,在MATALB 7仿真环境下对其进行建模和仿真,结果表明:由于超级电容器的加入,复合电源的功率输出能力大大提高了;改进型滤波器功率分流控制策略使得蓄电池的放电过程得到优化。     

基于超级电容器储能LED太阳能草坪灯系统的设计

介绍一种基于超级电容器储能LED太阳能草坪灯系统的设计的方案。该系统主要有太阳能光伏组件、超级电容器组、DC/DC转换模块、定时控制电路、LED灯等组成,具有电路简单、可靠性高、使用寿命长、绿色环保等优点。     

电动汽车混合电源系统及其能量管理策略研究

对蓄电池-超级电容混合电源的研究,是电动汽车研究领域中的热点.针对电动汽车续驶里程短,蓄电池寿命较短等问题,对电动汽车电源系统的控制策略进行研究.为了合理的控制两者的功率输出,使电动汽车更高效的运行,详细分析电动汽车混合电源系统运行模式,利用蓄电池能量密度较高,超级电容功率密度较高的特点,提出功率电流控制超级电容和双闭环控制蓄电池相结合的混合功率分配策略.在MATLAB/simulink仿真环境下对电动汽车混合电源以及所提出的控制策略仿真,仿真结果表明:超级电容电流能够准确跟随大功率需求时的参考电流,超级电容起到了辅助电源的作用,减少了蓄电池大电流冲击以及充放电次数,所提出的控制策略能合理分配蓄电池和超级电容的出力.     

航天器新型功率电源系统设计

近年来航天器整体技术发展迅速,对电源系统的轻质小型化要求越来越高;传统的功率电源系统储能单元采用蓄电池组或贮备电池,由于脉冲类负载存在脉冲电流用电的工作特性,在储能单元设计时通常采用增加电池设计容量的方式来满足脉冲类负载供电要求,导致功率电源系统轻质小型化设计受到限制;提出一种新型功率电源系统方案设计思路,引入超级电容器与蓄电池组联合供电输出,充分发挥超级电容器大脉冲放电的优势,有利于实现航天器功率电源系统轻质小型化,具有一定的应用前景。     

基于粒子群算法的混合储能系统容量优化研究

针对混合储能系统容量优化的问题，以考虑风储微网中混合储能系统(Hybrid Energy Storage System, HESS)为研究对象，提出一种EMD-APSO配置模型。首先，根据蓄电池、超级电容器两种储能装置的特点建立等效电路模型；然后基于经验模态分解(Empirical Mode Decomposition, EMD)建立混合储能的容量优化配置模型，运用自适应粒子群算法(Adaptive Particle Swarm Optimization, APSO)优化求解，得出最优分界点和储能容量配置结果。研究表明，所提出的优化配置方案较好，能满足风电并网要求，且达到储能利用效率和经济效益兼顾，实现了优化效果。     

考虑混合储能荷电状态的微网功率控制研究

因可再生能源极易受环境影响,所以在微电网中加入混合储能系统来解决微电网的稳定运行问题。在同时考虑蓄电池和超级电容荷电状态的情况下,针对混合储能系统提出了基于荷电状态(stateofcharge,SOC)和可变滤波时间常数的控制策略。首先,根据蓄电池荷电状态,对系统多模态的运行进行分析;然后,把蓄电池组的荷电状态和系统输出功率作为参考,对输出功率不足的时段进行蓄电池输出补偿,同时根据混合储能系统的荷电状态值,对滤波时间常数进行调整,使其稳定工作在合理区间。最后,仿真结果表明,所提策略能对混合储能系统的功率进行合理分配,并实现了直流母线电压的稳定。     

离网型风电系统混合储能装置控制策略研究

离网型风电系统中引入混合储能装置,能显著提高系统运行稳定性.考虑到蓄电池与超级电容功能上的互补特性,提出了模糊控制与非线性死区特性相结合的方式.利用模糊控制对死区特性的控制参数进行合理的选取,达到优化蓄电池与超级电容充放电过程的目的.基于Matlab/Simiulink平台搭建风电混合储能系统并进行相应仿真,对比使用模糊控制与否时的功率分配效果,得出了上述控制策略对蓄电池在电量充足和电量不足时的充放电有较为合理的控制,延长了储能系统的使用寿命.     

电梯混合能源节能系统的集成控制研究

为了实现电梯最大程度的节能,建立了一种基于电网、太阳能、蓄电池、超级电容器、回馈能量等混合能源管理的电梯集成控制节能系统模型。运用基于混沌系统的模糊神经网络预测控制策略,对节能系统中各能量间的DC/DC控制模块开关变量参数进行预测控制,实现混合能源的合理自动调配和综合利用。在典型工况下,运用Matlab软件对模糊神经预测控制算法进行仿真。仿真结果表明,该控制策略能够满足电梯混合能源节能系统集成控制要求,达到节能降耗的目的。     

一种新型蓄电池充电控制策略研究

在风光互补发电系统中,蓄电池作为风光互补发电系统的储能设备,在整个发电系统中起着非常重要的作用,而蓄电池充电控制方法的优劣,是影响其使用寿命的一个重要因素。文章对风光互补发电系统中蓄电池的常用充电控制方法进行了分析,提出了一种新的控制策略,即将蓄电池充电电压、充电电流采样值分别与蓄电池事先设定好的恒压过充电压、恒流充电限流值和浮充电流值进行实时比较,来判断采取哪种合理的充电方式,对蓄电池起到尽可能的保护,从而延长了风光互补发电系统中蓄电池使用寿命。     

飞轮电池在离网型风力发电系统中的应用

针对目前风力发电系统中储能装置(蓄电池)寿命短、充放电效率低的问题,提出采用飞轮电池作为储能装置的方案,分析了飞轮电池的d-q模型及其充放电控制策略。在飞轮电池充电控制过程中,采用基于转子磁场定向的矢量控制策略;在放电控制过程中,采用以直流母线电压为控制对象的控制策略。仿真结果表明,采用飞轮电池作为离网型风力发电系统的能量缓冲装置,能够有效稳定离网型风力发电系统的直流母线电压,提高其电能质量和稳定性。     

基于太阳能驱动的LED照明系统

针对能源短缺问题,从实际应用角度出发,以节能为目的,提出了将太阳能和LED结合起来的设计思想.给出了基本的原理图和结构图,当白天有太阳光时可以一边给蓄电池充电一边给LED照明系统供电,而晚间照明系统可由蓄电池直接供电.此设计提高了太阳能电池的利用率,并且具有自动调光、保持室内光亮度恒定等功能.系统结构简单、运行可靠,从实际运行情况来看,该方法具有可行性,能够起到很好的节能效果.     

基于混合储能结构的能量捕获无线通信信道容量分析

针对现有能量捕获技术存在能量来源不稳定、储能设备容量有限等特点,提出了一种基于超级电容和电池的混合储能结构,并建模分析其相应的通信信道容量性能。首先,针对点对点能量捕获无线通信系统,建立基于混合能量存储结构的通信信道模型。其次,根据能量捕获的随机特性,假设能量到达过程符合伯努利随机过程,提出了一种近似最优能量分配策略,推导出系统平均吞吐量的上、下界限及其常数差值,并进一步求得系统近似信道容量。最后,通过实验验证了在捕获能量小于和大于超级电容储能容量两种情形下,系统信道容量上、下界的恒定差值分别为1.77bps/Hz和2.49bps/Hz;同时,相比传统节点采用电池作为单一储能结构,混合能量存储结构能够有效提高系统的能量利用率,增大系统的信道容量,当超级电容储能容量与电池储能容量的比例为12时,信道容量的上界 可提升到70%。     

电动汽车复合储能系统能量管理策略及其 快速控制原型验证

纯电动汽车储能系统需同时满足高功率密度与高能量密度的要求,但现阶段单一储能单元往 往难以同时具备这两种特点。将高能量密度的锂电池与高功率密度的超级电容进行合理搭配,形成复 合储能系统,是解决以上问题的一个有效方案。该文以宝马 I3 纯电动汽车作为目标车型,设计了锂电 池/超级电容复合储能系统,并制定了一种基于规则的能量管理策略,综合考虑了外部工况要求、锂电 池与超级电容的荷电状态,自动规划工作模式,充分发挥各储能单元自身优势,在极端状况下可自动 启动保护模式;同时,基于快速控制原型的思想,设计搭建了以 dSPACE 为控制中心的复合储能系统 能量管理策略快速控制验证平台,搭配可编辑电力参数的外部电子负载设备,完成了能量管理策略的 半实物实验验证。实验结果表明,电动汽车锂电池/超级电容复合储能系统搭配合理的能量管理策略, 能够充分发挥锂电池的能量特性与超级电容的功率特性,更好地满足了现代纯电动汽车对续航里程与 动力性能的要求,同时可节约能源,在一定程度上起到延长储能系统使用周期的作用。     

用户侧蓄电池储能容量优化修正方法研究

现有的用户侧蓄电池储能容量优化修正方法存在着负荷率低、能量浪费率高的缺陷,为此提出一种新的用户侧蓄电池储能容量优化修正方法。根据用户侧蓄电池储能结构,建立储能容量优化修正目标函数,并设置函数约束条件,利用改进的粒子群算法对函数进行求解,得到用户侧储能电容最佳优化修正结果。测试结果显示,与现有的用户侧蓄电池储能容量优化修正方法相比较,提出的修正方法极大地提升了负荷率,降低了能量浪费率,充分说明提出的修正方法具备更好的优化修正效果。     

Operation mode control of a hybrid power system based on fuel cell/battery/ultracapacitor for an electric tramway

This paper focuses on describing a control strategy for a real tramway, in Zaragoza (Spain), whose current propulsion system is to be replaced by a hybrid system based on fuel cell (FC) as primary energy source and batteries and ultracapacitors (UCs) as secondary energy sources. Due to its slow dynamic response, the FC needs other energy sources support during the starts and accelerations, which are used as energy storage devices in order to harness the regenerative energy generated during brakings and decelerations. The proposed energy management system is based on an operation mode control, which generates the FC reference power, and cascade controls, which define the battery and UC reference powers in order to achieve a proper control of the DC bus voltage and states of charge (SOC) of battery and UC. The simulations, performed by using the real drive cycle of the tramway, show that the proposed hybrid system and energy management system are suitable for its application in this tramway.     

基于指数趋近律的车载复合储能系统全局滑模控制

针对电动汽车存在电池使用寿命和续航里程不足的问题,引入超级电容、电池和DC/DC变换器构成车载复合储能系统.基于五阶状态空间电路平均模型,提出一种基于指数趋近律的全局滑模(E-GSM)控制策略,并基于Lyapunov方法进行控制策略的稳定性分析.该策略包括一个全局滑模电流控制器(用于精确跟踪电池和超级电容电流参考值)和一个PI控制器(用于稳定母线电压);同时,提出一种改进的基于规则的能量管理策略,用于生成电池电流参考值.仿真结果表明, E-GSM控制策略能够精准跟踪负载功率变化,在中国典型城市工况及新欧洲行驶工况下,电池SOC终值分别提高10%和7%,且避免了电池大电流放电,验证了E-GSM控制策略的有效性.