超级电容器蓄电池混合储能独立光伏系统研究

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1、超级电容器蓄电池混合储能独立光伏系统研究.txt两个男人追一个女人用情浅的会先放弃。两个女人追一个男人用情深的会先放弃。╰︶￣—你的话，我连标点符号都不信男女授受不亲，中国哪来13亿人口。本文由LED1206贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。第２８卷第２期２０Ｃｒ７年２月太阳能学报ＡＣ】认ＥＮＥＲＧＩＡＥＳＯＩ．ＡＲＩｓＳＩＮＩＣＡＶ０１．２８．Ｎｏ．２Ｆｅｂ．．２００７超级电容器蓄电池混合储能独立光伏系统研究唐西胜１’２，武鑫１，齐智平１（１．中国科学院电工所，北京１０００８０；２．中国科学院研究生院，北京１０００３９）摘要：建

2、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。关键词：独立光伏系统；蓄电池；超级电容器；混合储能中图分类号：幡１０文献标识码：Ａ引言降低等。在光伏等可再生能源系统中，储能装置的不但要面临负载功率脉动的问题，还会经常处于发电功率不稳定或脉动的状态。超级电容器蓄电池混合储能在该领域具有较大的

3、应用价值和发展潜力，但目前相关的研究或应用还很少。本文建立了混合储能的数学模型，定量地分析了超级电容器对储能装置峰值功率的提升作用；提出了一种无源式并联储能方案，并应用于独立光伏系统；通过仿真和实验，分析了超级电容器提高储能装置峰值功率、优化蓄电池充放电电流、减少充放电小循环次数等方面的作用和可行性。光伏发电受气候和环境的影响很大，输出功率具有不稳定性和不可预测性。独立光伏系统需要配置一定容量的储能装置，以确保负载用电的持续性　和可靠性。目前，独立光伏系统，尤其是中小功率系统，一般以铅酸蓄电池作为储能装置。但蓄电池存在一些难以克服的缺点，如循环寿命短、严格的充放电电流限制、环境问题等

4、，制约了独立光伏系统的大规模发展。蓄电池成本占系统造价的２０％～２５％。由于光伏系统工作环境和工作过程的特殊性，导致蓄电池过早失效或容量损失，进一步加大了光伏系统的成本。超级电容器因具有诸如功率密度高、循环寿命长、充放电效率高和无需维护等优点，正受到越来越多的关注。文献［１—７］介绍了超级电容器在电动汽车、分布式能源系统、ｕＰｓ电源、电能质量控制以及移动电子设备等领域的应用或研究。超级电容器的缺点是能量密度相对于蓄电池较低，目前还很难实现大容量的电力储能。如果将超级电容器与蓄电池混合使用，使蓄电池能量密度大和超级电容器功率密度大、循环寿命长的特点相结合，无疑会大大提升储能系统的性能。

5、文献［８～１２］针对脉动负载，就超级电容器对混合储能系统性能的改善进行了分析和研究，包括峰值功率增强、运行时间延长、内部损耗收稿日期：２００５一１０．２７１模型分析为了简化分析过程，根据文献［１３］，蓄电池模型可简化为一个理想电压源与其等效内阻的串联结构，超级电容器简化为一个理想电容器与其等效内阻的串联结构。因为主要研究系统的动态过程，对超级电容器和蓄电池的并联内阻可以不予考虑。受气候或环境等因素的影响，光伏系统的输出功率是断续的和不稳定的。为了提高光伏系统的发电利用率，系统常常工作于最大功率跟踪（ＭＰ阿）状态，光伏系统输出功率的这种不稳定性就更加明显，主要表现为输出电流的波动。因此

6、，作为光伏发电的极限情况，可以将其等效为脉冲电流源。混合储能模型如图ｌ所示。基金项目：国家高科技研究发展计划（８６３计划）（２００２』认５１６０２０）万方数据２期唐西胜等：超级电容器蓄电池｝昆合储能独立光伏系统研究１７９蓄电池的支路电流：“肚等掣ｅ一赤＋Ｃ图１超级电容器蓄电池并联模型、Ｆｉｇ．１Ｐａ瑚ＩｌｌｅｌＩｎｏｄｅｌｏｆｕｌｔ瑚Ｉｃａｐａｃｉｔｏｒ／ｂａ＿№ｒｙｈｙ陆ｄ图中，Ｒ。和尺。分别为超级电容器和蓄电池的等效串联内阻。ｉ。为超级电容器的支路电流，ｉ。为蓄电池的支路电流。对电路模型进行拉氏变换，并用ｎｅｖｅｎｉｎ定理简化，图１中，Ｉ嚣篡川丁，］一（·一忐ｅ一端ｍ蛳＋啪）ｊ（

7、９）超级电容器的支路电流：［ｅ一赫ｊ５（￡一七ｒ）一ｅ一端拳（ｔ一（屉＋Ｄ）ｒ）】图２所示为混合储能系统在电源输出脉动电流以儿％掣ｅ一赤＋擞鏊×设定脉动电流源ｉ（￡）周期为ｒ，占空比为Ｄ，电流幅值为，，可表示为：邪，＝器·蔫吣）＝訾＋熹‘蒜蔫㈩（２）时各支路的电流波形（参数设置：Ｒ。＝５０－ｍ，Ｒ。＝５ｍＱ，Ｇ＝１０００Ｆ，丁＝１０ｓ，Ｄ＝１０％，，＝１０Ａ）。可以看出，由于并联了超级电容器，当电源输出脉动电流时，流人蓄电池的支路电流较小，而且在整个脉动周