超级电容器储能系统充电模式控制设计

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1、第27卷第7期机电工程Vol．27No．72010年7月JournalofMechanical＆ElectricalEngineeringJul．2010超级电容器储能系统充电模式控制设计*马奎安，陈敏(浙江大学电气工程学院，浙江杭州310027)摘要:针对电网供电系统存在用电负荷和电能供应不平衡问题，设计了超级电容器储能系统。对设计的超级电容器储能系统两种工作模式(充电储能模式和放电释能模式)进行了介绍，对超级电容器储能系统充电储能运行模式时的双向DC/DC变流器工作方式进行了分析，同时设计了闭环控制参数，从而实现了对超级电容器储能系统充电储能过程的

2、控制。实验结果表明，通过对双向DC/DC变流器在超级电容器充电工作模式时的闭环控制，有效地实现了对超级电容充电储能过程的控制。关键词:储能;超级电容器;双向DC/DC变流器;充电控制中图分类号:TM5;TP153文献标识码:A文章编号:1001－4551(2010)07－0085－04Chargemodecontroldesignforsuper-capacitorenergystoragesystemMAKui-an，CHENMin(CollegeofElectricalEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou3

3、10027，China)Abstract:Aimingattheproblemoftheunbalancebetweentheloadandthepowersupplyingrid，thesuper-capacitorenergystoragesystemwasdesigned．Thetwooperatingmodes(chargemodetostoreenergyanddischargemodetoreleaseenergy)ofsuper-capacitorenergystoragesystemdesignedwereintroduced．Theb

4、i-directionalDC/DCconverteroperatingmode，whensuper-capacitorenergystoragesystemrunninginchargemodetostoreenergy，wasanalyzed，andtheclosed-loopcontrolparameterwasdesignedtorealizethecontrolofthechargingprocess．Theexperimentalresultsshowthatthroughtheclosed-loopcontroldesignedforbi

5、-directionalDC/DCconverterappliedinsuper-ca-pacitorenergystoragesystem，thechargingprocessofsuper-capacitorenergystoragesystemtostoreenergycanbeeffectivelycontrolled．Keywords:energystorage;super-capacitor;bi-directionalDC/DC;chargingcontrol用率低、性价比不高。可通过在用户负荷端加超级电0引言容器储能系统对电网能量进行管

6、理，解决供电系统存在的用电负荷和电能供应不平衡问题，在电网负荷低超级电容器作为近几十年来发展起来的新型储能谷时对多余电能进行存储，在电网负荷高峰时将储能元件，具有电容值大、充放电寿命长、能够快速充放电回馈给电网，以满足电网峰值负荷需要。这样既满足及比功率高等一系列优点，在混合电动汽车、起重机、燃料电池发电系统等一些小容量且需要功率快速交换了电网峰值负荷的需要又充分利用电网低谷负荷时的的系统中得到广泛应用［1-2］。电能，相对于应用于光伏发电系统和燃料电池系统中，随着经济社会的发展，人类社会对电网电能的质超级电容器储能系统应用于电网中不仅起到能量缓［4］

7、量和可靠性要求越来越高，未来电网面临的一个重要冲，还起到缓冲电网负荷、提供短时供电等作用。［3］问题是电网发电和电网负荷的不平衡。在当前的本研究首先对应用于电网系统中解决供电系统存电网系统中，为了满足峰值负荷的需要，通常需要一些在用电负荷和电能供应不平衡问题的超级电容器储能调峰电厂进行高峰负荷调节，而调峰电厂的成本高、利系统运行模式做介绍，对超级电容器储能系统运行于收稿日期:2010－01－14作者简介:马奎安(1985－)，男，山东诸城人，主要从事逆变器数字控制、DC/DC变流器数字控制方面的研究．E-mail:makuian@zju．edu．cn通

8、信联系人:陈敏，男，副教授，硕士生导师．E-mail:heaven@zjuem．zju．edu