一种谐振倍压电路型串联超级电容电压均衡器

提出了一种新型谐振倍压电路型电压均衡器,较之传统主动型均衡器具有可控开关少,控制简单的优点。该均衡器中的所有MOSFET和二极管都能实现软开关,并且在开环配置的情况下能够控制均衡电流的大小。对电压均衡器的工作模式及其稳态特性进行了详细分析,建立了数学模型,给出了电路主要参数的设计方法;制作了电压均衡器样机,对10个串联超级电容进行了均衡实验。实验结果验证了分析的正确性与电压均衡器的均衡效果。

一种基于重构电路的超级电容快速电压均衡器

为适应负载的动态变化需求,通常将多个超级电容通过重构电路连接起来形成超级电容组。针对超级电容组中单元之间的电压不平衡问题,基于重构电路提出一种快速电压均衡器,该均衡器仅使用1个开关电容实现任意储能单元之间的直接能量传输。通过建立电路等效模型对均衡速度进行理论分析,并设计仿真和实验与常规均衡器进行对比。5组不同工况下的仿真与实验结果证明提出的均衡器不仅均衡速度增加,而且速度不受电压最高的单元与电压最低的单元相隔距离的影响,平均均衡速度提升5倍,最快可提升7倍。提出的均衡器通过构建直接均衡路径实现任意储能单体之间能量的直接传输,同时也实现多对多的直接均衡,避免多余的充放电过程,从而显著提升均衡速度。

考虑不同容量的储能单元荷电状态均衡研究

随着直流微电网的快速发展,分布式储能单元(DESU)并联下垂控制技术得到了高度重视。针对直流微电网DESU下垂控制中荷电状态(SOC)均衡及负荷电流分配问题,在传统I-U下垂控制的基础上,提出了一种考虑不同容量的储能单元SOC均衡策略。通过在下垂系数中引入相对容量因子,消除不同容量对SOC的影响,实现充放电过程中SOC均衡;同时增加电压均衡器以解决直流母线电压偏离额定值问题。实验结果表明:所提方法实现了不同容量储能单元的SOC均衡、负荷电流按比例分配及母线电压偏差小的目标,有利于系统高效稳定运行。

考虑SOC均衡的直流微网储能系统控制策略研究

在直流微电网中分布式储能系统起着稳定母线电压、维持系统功率平衡的关键作用。针对多个储能单元中荷电状态(SOC)不同会造成过充或者过放,从而影响系统稳定性的问题,提出一种改进SOC均衡下垂控制策略。首先,将储能装置的下垂系数与SOC嵌套反正切函数联系,充分利用反正切函数和幂函数的优点。其次引入变加速因子,在SOC差异较小时进一步加快均衡速度。同时,为了解决均衡过程中引起的母线电压偏差问题,在上述改进控制策略基础上增加二次电压补偿环节,使用一致性电压均衡器减少母线电压的波动。最后搭建了直流微网储能系统的仿真模型。仿真结果验证了所提控制策略可以动态实现SOC快速均衡,并有效维持了微网内功率平衡和母线电压稳定。

一种有源钳位反激式超级电容均压方法

串联超级电容组中单体间的电压不均衡会造成超级电容使用寿命缩短以及系统能效降低。针对传统反激式电压均衡电路开关管电压应力大、功率损耗大等问题,介绍了一种基于有源钳位的反激变换器串联超级电容储能组高效电压均衡方法。有源钳位电路实现了零电压开关,大大降低了功率损耗。分析了电路电压均衡原理及均压实现方法。对3个超级电容单体串联组成的串联储能系统进行了仿真和试验验证,结果证明了该电压均衡方法的可行性及有效性。