蓄电池-超级电容混合储能系统放电控制策略

提出了一种针对直流照明负载的超级电容-蓄电池混合储能系统放电控制策略。该方案利用简单的电力电子控制电路,合理控制超级电容与蓄电池放电顺序,利用超级电容功率密度高、瞬时放电电流大的优势应对突加负载带来的冲击性电流,减小对蓄电池的冲击,利用仿真软件对该放电控制策略进行了全过程仿真。仿真结果表明:该控制方法可以有效减少放电初期冲击电流对蓄电池的影响,延长蓄电池使用寿命。

蓄电池-超级电容混合储能系统性能优化

风能和太阳能的不确定性和负载功率突变都会引起直流母线电压波动,从而影响连接于直流母线的功率变换器电能质量,配置混合储能系统(HESS)可以提高直流母线电压性能和保证系统功率平衡。针对蓄电池-超级电容混合储能系统,本文采用蓄电池储能系统稳定直流母线电压,超级电容储能系统采用基于高通滤波器的单电流环的控制策略,建立 HESS控制模型,推导出在负载扰动下直流母线波动电压的时域表达式,以此为基础详细分析电压外环开环剪切频率ωcv和高通滤波器转折频率ω0与ωcv的比值kH对HESS抗干扰性能和超级电容容量的影响,得出HESS控制参数设计方法。按最大剪切频率fcvmax设计电压外环以达到整体优化系统性能和降低成本的目的。kH的约束条件为kH≤0.5,并给出不同目标下 kH 选择依据。通过设计HESS控制参数,可以有效抑制直流母线电压波动,达到优化系统性能的目的。最后,通过2MW储能系统仿真模型和小功率实验平台的结果验证了理论分析的正确性和可行性。

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。

基于超级电容与蓄电池混合储能的光伏应用

光伏发电系统的不稳定性严重影响储能系统的使用寿命。文章基于扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF)实现超级电容的荷电状态(State of Charge,SOC)估算,并根据光伏输出的实时功率和超级电容的SOC,提出一种新型可控拓扑结构,实现超级电容与蓄电池的混合储能,减缓了蓄电池充电电压突变的影响。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,结果表明,在混合储能策略下,EKF估算SOC的误差在4%以内,明显抑制了蓄电池输入端电压的波动,可有效降低光伏输出不稳定性对蓄电池使用寿命的影响。

基于MMC的超级电容与蓄电池混合储能系统及其混合同步控制策略

为满足储能系统提供惯量和一次调频支撑功能需要对多类型储能介质集中配置和优化调控的需求,针对基于模块化多电平换流器(modularmultilevelconverter,MMC)的新型混合储能系统(hybrid energy storage system,HESS)MMC-HESS,提出了混合同步控制(hybrid synchronous control,HSC)整体策略。MMCHESS采用模块化设计,将超级电容和蓄电池分别安置在高压直流母线侧和子模块内,具备高功率密度和高能量密度的优势。阐述了混合储能系统的拓扑结构和工作原理并采用混合同步控制策略提供系统惯量和一次调频功能及故障限流时的同步能力和孤岛并网切换功能,采用滤波器实现储能功率分配,采用荷电状态(state of charge,SOC)均衡控制实现蓄电池能量均衡。最后,基于硬件在环实验平台,验证了所提拓扑结构与控制策略的可行性和有效性。实验结果表明:所提混合储能系统及其控制策略具备惯量与频率支撑能力,在故障限流、正常并网、孤岛运行之间可灵活切换,能够有效发挥混合储能的综合优势,在中压配电网中具有良好的应用前景。

有源式超级电容器-蓄电池混合储能系统的研究

建立了基于功率变换器的有源式超级电容器．蓄电池混合储能系统的模型，并对控制环节进行了设计，提出了一种在脉动负载下蓄电池恒流输出的控制策略。对该模型进行了实验，并与无源式储能结构的性能进行了比较，结果表明，有源式混合储能系统配置灵活，能够大大提升系统的性能和优化蓄电池的工作过程，非常适合于负载动率脉动，尤其是瞬时功率很高。但平均功率较低的应用场合。最后，给出了确定有源式混合储能系统中超级电容器技术参数和容量配置的依据。

超级电容-铅酸蓄电池混合储能的太阳能充电器

独立型太阳能照明系统存在铅酸蓄电池使用寿命短且弱光条件下系统充电能力不足的缺点,为了改进系统性能,文中设计了基于超级电容-铅酸蓄电池混合储能的太阳能充电器,采用UC3909智能管理芯片实现对铅酸蓄电池具有温度补偿功能的的四阶段充电管理;并利用超级电容器组及升降压转换电路实现弱光充电功能,优化铅酸蓄电池充放电过程,提高系统效率及稳定性。

独立光伏系统中超级电容器蓄电池混合储能方案研究

可再生能源的发展,在当前独立光伏系统中的应用日益广泛。文章面向分布式光伏发电系统的储能需求,开展超级电容-蓄能复合储能技术研究。通过对超级电容器和蓄电池各自特性的分析,设计合理的混合储能架构和控制策略。利用建模与仿真,验证该方案在提高能量效率、改善功率响应和增强系统稳定性方面的优势,进一步证实其有效性,为独立光伏系统的优化和可靠运行提供有价值的参考。

“锂电池-超级电容”混合储能技术分析

为满足日益增加的高效储能需求,本文分析了锂电池-超级电容混合储能技术的应用优势,并对传统锂电池和超级电容器的特点进行了分析,发现单独储能技术各自存在能量密度和充放电速度两方面的局限性。为此,本文提出了一种将锂电池和超级电容器相结合的混合储能系统解决方案。具体措施如储能系统结构设计、能源管理系统设计、充放电控制策略设计、功率集成等。通过这些措施的实施,该混合储能系统实现了更高的能量密度和更快的充放电速度,为相关人员提供了实践参考,推动了高效储能技术的发展与应用。

锂离子电池/超级电容器混合储能系统能量管理方法综述

锂离子电池/超级电容器混合储能系统因其良好的性能、较低的成本和较强的通用性,已成为应用最为广泛的混合储能系统。能量管理技术是混合储能系统的核心技术之一,也是当前主要的研究热点。为了系统地对混合储能系统能量管理方法进行综述,本文首先对锂离子电池/超级电容器混合储能系统的拓扑结构、能量管理架构以及功率分配控制进行了介绍;而后,本文将现有的混合储能系统能量管理方法分为基于经验、基于优化、基于工况模式识别和基于机器学习5大类并进行了详细的对比分析,重点针对规律性工况与随机性工况讨论了各类能量管理方法的效能,并分析了各类方法的鲁棒性与计算复杂度;最后,本文对现有的能量管理方法进行了总结,并对该领域未来的研究方向和发展趋势进行了展望。综合分析表明,提高对随机性负载未来工况的预测精度、建立更加精准的混合储能系统模型并通过云端协同进一步提升能量管理方法的实时性将是未来混合储能系统能量管理研究的重点。

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。

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。

超级电容器蓄电池混合储能独立光伏系统研究

建立了混合储能系统的数学模型,对系统性能的提升进行了定量分析。提出了一种无源式并联储能方案,并应用于独立光伏系统中,仿真和实验结果表明,在光伏系统的发电功率和负载功率脉动的情况下,蓄电池的充放电电流比较平滑。合理配置超级电容器组的容量,可以减少由于日照量变化所导致的蓄电池充放电小循环次数。对解决光伏等可再生能源系统中蓄电池储能的问题,具有现实意义。

锂电池和超级电容混合储能辅助火电调频技术发展现状和趋势

系统论述了目前辅助火电机组调频用的锂电池和超级电容混合储能系统的关键技术及其研究进展,如不同类型储能的功率/容量优化配置、高压级联和模块化多电平(MMC)拓扑结构应用、混合储能控制策略等。介绍了国内混合储能辅助火电机组调频的示范工程项目,并对混合储能辅助调频技术的发展前景进行了展望。

超级电容蓄电池混合储能直流系统工作特性研究

设计了超级电容-蓄电池混合储能装置及电路,能够在交流侧突然失电或直流侧突加负载时达到超级电容优先放电、减小对直流系统中蓄电池的冲击并延长蓄电池寿命的目的。针对变电站的直流系统,利用仿真软件进行了突然失电及突加负载两种工况在超级电容容量不同时的仿真,对比结果表明论文设计的混合储能直流系统既避免了蓄电池单独储能时的容量浪费,又发挥了超级电容功率密度高和循环寿命长的优点,而且超级电容容量越大,放电时间越长,研究结论符合实际。实验室搭建了混合储能直流系统实验平台,实验结果与仿真结果基本一致。

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。

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。

全钒液流电池-超级电容混合储能平抑直驱式风电功率波动研究

为了平抑2 MW直驱式永磁同步风力机组的功率波动,提出了新型的全钒液流电池-超级电容混合储能系统。对基于混合储能的双三电平二极管箝位型永磁同步风电系统进行了分析,然后对全钒液流电池和超级电容的等效电路模型、充放电特性、协调控制策略进行了研究。采用双向DC/DC变换器进行混合储能系统的能量管理,并对其协调控制策略进行了研究。建立了三电平直驱式永磁同步风电系统及混合储能系统的仿真模型,对直驱式风电机组运行特性进行仿真验证。结果表明:采用现场采集风速数据导入仿真模型,在风功率波动较大时,混合储能系统能够平滑风电系统输出功率波动,稳态时风力发电机出力基本稳定在1.25 MW,提高了风电系统的可控性和电网友好性。

蓄电池/超级电容混合储能系统协调控制策略

提出一种混合储能系统协调控制策略,利用虚拟阻抗和虚拟电压源,实现混合储能功率分配和超级电容荷电状态(state of charge,SOC)恢复,并有效减少超级电容SOC恢复对功率分配效果的影响。在MATALB/Simulink中仿真验证了所提控制策略的有效性。