超级电容器储能系统在光伏发电系统中的研究与应用

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1、●中文摘要超级电容器是一种新型绿色储能器件，具有充放电速度快、功率密度大、循环寿命长、高低温性能好等储能优势，此外，还具有免维护、无污染等优点，在储能领域将具有广阔的前景。针对蓄电池储能上的一些缺陷，本文以独立光伏发电系统为例，研究了超级电容器在储能领域中的应用。分析了超级电容器的储能原理，引入了一种等效电路模型，并通过理论分析，给出了相关参数的测试方法。结合相关实验，研究了超级电容器的充放电特性，并对超级电容器储能系统中的关键技术问题进行了研究和探讨。介绍了光伏电池及其工作原理，给出了光伏电池的等效电路

2、及其工程用数学模型，并在仿真软件MATLAB中建立了光伏电池仿真模型。介绍了光伏电池的最大功率点跟踪(MaximumPowerPointTracking，MPPT)原理，给出了几种常用MPPT方法，并进行了分析和比较，提出了一种改进的MPPT方法。构建了基于超级电容器储能的MPPT控制系统，并进行主电路及控制环节设计。仿真及实验表明，所用的MPPT方法具有较好的跟踪速度和精度，系统在不同的环境条件下，呈现出良好的稳定性。构建了基于超级电容器储能的独立光伏发电系统的小功率实验平台，对系统的总体结构和控制系统

3、进行设计，并分析了系统的能流及超级电容器在系统中的作用。根据超级电容器的储能特性，分别设计了超级电容器的充电控制器和放电控制器，对控制器的硬件部分进行了设计，并通过对充放电控制策略的分析，给出了相关的软件设计。仿真和实验结果验证了本系统的可行性以及良好的可靠性和稳定性。关键词：超级电容器；光伏电池；光伏发电系统；最大功率点跟踪分类号：TM53●ItABSTRA(了rABSTRACTAsagreenenergystoragedevice，supercapacitorhastheadvantagesinthe

4、energystorage，includingafastcharginganddischargingspeed，highpowerdensity,longcycle1ife，highandlowtemperatureperformance．Inaddition，italsohasthemaintenance-free，ROpollutionetc．Onaccountofthat，ithasbroadprospectsintheenergystorage．Toaimatthedefectsonthebatt

5、eryenergystorage，theapplicationsofsupercapacitorinthefieldofenergystoragewerestudiedinthepaperwithstand-alonephotovoltaic(av)systemasanexample．Thesupercapacitorenergystorageprinciplewasanalyzed，andtheequivalentcircuitmodelwasintroduced．Thetestmethodsofrel

6、evantparameterswercgivenbytheoryanalysis．Supercapacitorcharge-dischargecharacteristicswerestudiedbyrelatedexperiments，andsometechnicalproblemsinthesupercapacitorenergystoragesystemwerestudiedanddiscussed．PVcellanditsworkingprinciplewereintroduced．Accordin

7、gtoitsequivalentcircuitandengineeringmathematicalmodel，thesimulationmodelofPVcellinMATLABWascreated．Maximumpowerpointtracking(MPPT)principleofPVcellWasintroduced．SeveralcommonMPPTmethodswereanalyzedandcompared，andthenthispaperpresentsamodifiedMPPTmethod．M

8、PPTcontrolsystemwitllsupercapacitorasenergystorageissetup，anditsmaincircuitandcontrollingunitaredesigned．SimulationandexperimentresultsshowthatthesystemwiththisMPPTmethodusedhasbettertrackingspeedandaccuracy,andunde