应用于周期间歇性脉冲负载的复合电源机理与实验研究

针对周期间歇性脉冲负载对蓄电池循环寿命的影响,优化蓄电池的工作状态,引入蓄电池－超级电容器复合电源解决方案,充分发挥蓄电池比能量大和超级电容器比功率大的优势.选择蓄电池与超级电容器直接并联的被动式结构复合电源作为研究对象,并对被动式结构复合电源结构进行改进.在MATLAB仿真环境下,对应用于周期间歇性脉冲负载的蓄电池单一电源、被动式结构复合电源和改进型被动式结构复合电源进行对比仿真研究,同时搭建实验平台,进行对比实验研究.仿真和实验结果均表明,改进型被动式结构复合电源相比于其他两种电源,由于超级电容器对蓄电池功率的充分补偿,蓄电池放电过程得到优化,伴随着放电电流曲线更加平滑.     

半主动式结构的蓄电池-超级电容器复合电源

为减弱脉动负载对蓄电池循环寿命的影响,设计了一种应用于脉动负载的半主动式蓄电池-超级电容器复合电源.将蓄电池组经过一个双向DC-DC功率变换器与超级电容器组并联,从而向脉动负载供电.复合电源系统的控制目标是:在负载脉动的情况下,使得蓄电池的输出电流几乎恒定,其幅值等于负载的平均电流,而超级电容器主要承担负载电流中的动态分量,从而延长蓄电池循环寿命.分别对半主动式和被动式蓄电池-超级容器复合电源在MATLAB 7环境下进行建模和仿真.仿真结果表明,采用半主动式结构的复合电源相比于被动式结构,其蓄电池组的放电电流更平滑、放电过程得到了优化.     

不同结构混合动力汽车用复合电源的比较

为解决混合动力汽车单一电池能量存储系统循环寿命短、功率密度小等问题,引入蓄电池-超级电容器复合电源储能系统,充分发挥蓄电池比能量大和超级电容器比功率大的优点.分别对被动式、改进型被动式和主动式结构复合电源进行分析与研究,同时在MATLAB 7仿真环境下对这3种结构复合电源进行建模,对仿真结果进行对比分析.研究结果表明:复合电源的功率输出能力大大提高,蓄电池的放电过程得到了优化;主动式结构复合电源相对于被动式和改进型被动式结构,其效果更好.     

一种改进的船载混合储能系统分布式协同控制策略

为提高双电型船舶直流推进系统的电能质量和稳定性，设计一种改进的由超级电容和蓄电池组成的船载混合储能系统分布式协同控制策略：蓄电池和超级电容分别用比例下垂和积分下垂控制，以实现高低频功率分配；每个蓄电池配备一个本地分布式补偿器，使多个并联蓄电池之间实现自主功率分配和荷电状态(SoC)均衡；同时，利用直流母线电压二次调节，实现直流母线电压的自主恢复，并且将其与积分下垂控制结合，实现超级电容的SoC快恢复；最终，建立了船载混合储能系统的通用数学模型，并利用该模型进行了动态分析，从理论上验证了该系统的蓄电池SoC动态均衡、超级电容SoC快速恢复、自主功率分配和直流母线电压自主恢复等多个功能的有效性。硬件在环实验结果和理论分析一致，有效证明了该系统的多功能特性。     

复合电源电动汽车动力系统建模与仿真

由于蓄电池的功率密度低、能量密度低,以蓄电池作为单一电源的纯电动汽车,动力性和续驶里程因此受到极大的限制.本文将超级电容引入到电动汽车的储能系统中,构建超级电容一蓄电池复合电源系统,利用超级电容高功率密度特性弥补蓄电池的不足.分析了在典型工况下的车辆需求功率对应的电流变化曲线,并根据储能系统的状态划分为单独驱动、共同驱动、预充电和再生制动共四种工作模式,在MATLAB/Simulink环境下建立了纯电动汽车动力系统的仿真模型,包括蓄电池模块、超级电容模块、功率分配模块和驱动模块,根据市区循环工况进行了仿真测试,结果表明采用超级电容一蓄电池储能系统能发挥其高能量密度和高功率密度特性,从而提高车辆的动力性能,使能量利用率提高了近17％.     

混合动力汽车能量控制系统的研究

针对传统混合动力汽车复合电源中蓄电池和超级电容的功率平衡问题,提出了一种复合电源能量模糊控制分配系统。该系统设计上通过针对蓄电池的内阻随温度变化和超级电容的本身的充放电特性来优化控制器结构。通过混合动力汽车本身的工作模式来进行分析,模糊控制器使超级电容可以自动变化参考电压使超级电容器输出需求功率中的峰值功率,蓄电池则承担其平均功率。使混合动力汽车在复杂的驾驶环境时,储能系统能够稳定的提供汽车所需要的能量。仿真结果表明该方法可以有效的稳定复合电源中蓄电池的温度使其能够在汽车的各个运行过程中稳定工作的。     

基于浮充电流法判断蓄电池运行状态技术研究与应用

站用直流电源系统作为二次设备的工作电源,其安全可靠性要求非常高;蓄电池组作为直流系统的后备电源,电力规程明确要求站用直流电源系统不能不带蓄电池组运行。然而因器件故障等原因,蓄电池可能脱离直流母线;传统的直流系统无蓄电池详细状态监测(集中监控只监测蓄电池均充和放电状态),对蓄电池脱离母线故障没能及时告警,直流系统无蓄电池组运行会可能导致电力系统事故扩大化。该文研究蓄电池状态电流监测技术,高精度全量程采样蓄电池状态电流,通过蓄电池组状态电流判断蓄电池组状态,针对蓄电池组脱离母线故障发出告警,给检修人员提供检修依据。     

混合电源及其在HEV中的应用

本文对超级电容和传统蓄电池的优缺点进行了比较,超级电容和蓄电池组合起来的混合电源如果用于电动汽车中,将会充分发挥它们的各自优势。对比分析了混合电源的基本组成结构及特点,探讨分析了超级电容的数学模型。     

飞控蓄电池盒检测系统设计

蓄电池作为航空电力系统交流停电时的直流后备电源,担负着在故障状态下为各种直流操作机构提供不间断供电电源的重任,国内外屡有因蓄电池故障导致电网崩溃的事件发生。提出一种基于工控机和固态继电器的蓄电池组在线监测系统的设计方案,并进行了系统的硬件和软件设计,可以实现实时在线监测蓄电池的充放电状态,以便及时了解蓄电池组的电压和电流等参数,为解决目前定期检修计划不足等问题提供了有效途径。     

功率分流式混合动力汽车复合电源系统设计

为解决功率分流式混合动力汽车单一蓄电池功率密度小、循环寿命短等问题,引入超级电容-蓄电池复合电源系统,利用AVL-Cruise/Simulink联合仿真平台搭建了功率分流式混合动力汽车的动力系统模型,在基于发动机最优工作曲线的能量管理控制策略中加入了复合电源功率分配策略,该功率分配策略能够缓冲起停发动机、制动工况下的电机工作时的大电流对电池的冲击,使电池尽可能工作在高效率区间来提高车辆的燃油经济性.在此基础上,对蓄电池组和超级电容进行了参数匹配,仿真结果表明蓄电池的放电过程得到了优化,所设计的复合电源系统能够提高车辆的燃油经济性.      

同一电路不同电压等级直流供电系统中的短路保护实现

针对同一电路不同电压等级直流供电系统,以ATMEGA 8L单片机为核心,铅酸蓄电池为对象,提出了用软件实现不同电压等级的直流供电系统中短路保护的方法。解决了在电源电压变化大的低压直流供电系统中选择短路保护器件难题。     

超级电容蓄电池混合模组

指出了蓄电池的某些局限性,提出超级电容与蓄电池组成混合模组的方法.这种方法简单实用,可以改善蓄电池使用环境,形成的控制电路便于提高蓄电池使用寿命,提高混合模组功率密度,特别适合于设计电动自行车的电源电路.介绍了混合模组的控制策略,根据对混合模组在电动车中应用工况的分析,设计了控制电路.应用计算机仿真说明了混合模组控制器...     

混合储能系统功率自主分频控制方法

针对分布式电源出力间歇性与负载多变性的问题,储能成为直流微电网电压支撑与改善电能质量的重要途径.为了充分利用混合储能系统的优势,实现功率的合理分配,提出了一种适用于混合储能系统的功率自主分频控制方法,该方法通过在各储能单元下垂控制环中引入虚拟阻感或虚拟电容,重塑各变换器的等效输出阻抗值,从而实现了超级电容和蓄电池的优势互补.在负荷突变时,超级电容能快速吸收系统功率波动的高频部分,提高系统的动态响应;蓄电池则主要用来平衡系统功率波动的低频部分,延长蓄电池的使用寿命,从而保证系统稳定可靠运行.仿真验证了所提方法的正确性.     

中小功率不间断电源的研究与设计

本文提出了一种可减少这种损失的应急不间断电源。对三相在线式不间断电源的工作原理进行了系统的分析,其基本工作原理为:当市电正常时,负载由市电供电;当市电异常时,负载由蓄电池供电。主电路由双向PWM电路、双向DC/DC电路、蓄电池和滤波电路等组成,通过分析它们的电路结构、工作原理、设计和控制策略,阐述了它们在UPS电路中的应用。本系统具有功率因数较高,启动时间短,应急速度快,无噪声,维护简单,可以无人值守等优点。     

核电厂直流和交流不间断电源系统的介绍

本文以方家山核电项目作为参考,描述了核电厂中电气直流和交流不间断电源（UPS）系统的结构组成和系统运行,同时讲述了直流系统主要设备蓄电池、充电器和直流配电柜以及交流不间断电源（UPS）系统主要设备逆变器的功能特性。针对主要设备的调试内容做了简要介绍。     

采用模糊PID控制的风电系统稳定电压研究

建立一个非并网的独立风力发电系统,以开关磁阻发电机为发电电源,发出的电能通过功率变换器输入到直流电网给负载供电;系统以超级电容器和蓄电池作为混合储能元件通过双向变流器与直流电网相连,采用模糊PID控制双向变流器的占空比,实现风力发电系统直流母线与混合储能系统之间的能量流动,有效地提高了风力发电系统的稳定性和供电质量.     

电网直流电源系统继电保护探讨

文章对几类操作电源从可靠性、经济性、易维护性、适用范围等几方面进行了分析、比较。蓄电池组直流系统已成为电力企业各发电厂和变电所的标准配置,同时适用于大中型用户配电系统;而带UPS的交流电压操作电源是值得推荐的操作电源,其在中小型用户配电系统中能得到较好应用。     

新能源供电多能互补发电系统设计

为了克服单一新能源发电具有转换效率不足、电能输出不稳定和新能源利用率较低等缺点,设计一款以风能、太阳能和海洋能等多能融合实时互补的发电系统,包括互补发电能源转换装置的设计、斩波电路、电能储能电路的设计和基于MATLAB(SIMULINK)的系统仿真验证。主要研究能源获取后进行的DC-DC斩波技术和充电技术。结果表明互补电能变换电路能够获取稳定的直流电压;直流母线通过逆变电路可以为后续的交流负载供电,同时可以通过充电电路给蓄电池供电,蓄电池采用分组管理的方式解决了过量充放电的问题并降低了充放电次数,蓄电池可以通过逆变为交流负载供电或者直接为直流负责供电,整个蓄电池储电部分达到了电能缓冲的目的。设计的新能源供电多能互补发电系统很好地解决了单一发电系统存在的问题,并给出了系统实现的完整方案,经过仿真验证系统能够实现新能源多能互补的发电目的,为新能源的有效利用提供了一个可行的途径。     

基于最大输出电流的智能太阳能电源管理电路

为实现跟踪太阳能电池板的最大功率点, 提出一种基于直流鄄直流(DC/ DC: Direct Current-Direct Current)变换器最大输出电流的方法, 并将模糊逻辑控制理论应用于太阳能电源管理电路进行智能化充放电管理。 建立了 DC/ DC 变换器数学模型, 理论证明了基于最大输出电流跟踪太阳能电池板的最大功率点的可行性。 模型采用 STM8L151K4T6 单片机控制 Sepic 变换器电路实现了对 3 W 的小功率太阳能电池板的最大功率点跟踪, 对储能元件蓄电池的恒流恒压充电控制以及过充和过放保护进行控制。 实验结果验证了该设计的合理性和有效性, 实现了太阳能电源管理电路的最优控制。     

基于双向DC-DC变换器的超级电容器储能系统研究

介绍了超级电容器的经典RC模型,详细分析了双向DC-DC变换器的工作原理及控制策略。构建了基于双向buck-boost电路的超级电容器储能系统模型,并进行了验证实验。实验结果表明不论是模拟直流母线电压波动实验还是单相两级式光伏发电系统突加、突减负载实验,超级电容器都能够工作在优化的充放电状态,使得储能系统能够很好地抑制直流母线电压波动,从而提高整个系统的稳定性。