超级电容器及其在光伏发电系统中的应用研究.pdf

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1、第36卷第3期：0049—0052电力电容器与无功补偿Vo1．36，No．3：0049-00522015年6月PowerCapacitor＆ReactivePowerCompensationJun．2015DOI：10．14044／j．1674-1757．pcrpc．2015．03．011超级电容器及其在光伏发电系统中的应用研究冯骁．张建成(华北电力大学新能源电力系统国家重点实验室，河北保定071003)摘要：光伏发电系统越来越受到人们的重视，但光伏电源的随机性降低了其供电质量。通过对目前超级电容器的特性进行分析，搭建含超级电容器储能系统的光伏发电系统模型，以MATLAB／S

2、imulink仿真平台进行控制仿真，分析超级电容器储能装置在应对光照强度变化和负荷波动时的运行特性与控制效果，结果表明超级电容器能有效稳定母线电压，提高光伏发电系统的运行稳定性。关键词：超级电容器；储能；光伏发电UltraCapacitorandItsApplicationStudyinDistributedPVSystemsFENGXiao，ZHANGJiancheng(StateKeyLaboratoryofAlternateElectricalPowerSystemWithRenewableEnergySource，NorthChinaElectricPowerUniv

3、ersity，Baoding071003，China)Abstract：PVpowergenerationsystemhasbeenpaidmoreandmoreattention，butpowerqualityisreducedbytherandomnessofthePVpowersupply．Inthispaper,thePVpowergenerationsystemmodelincludingthechargingsystemoftheuhra-capacitorissetupthroughoutcharacteristicanalysisonthecurrentult

4、ra-capacitorandthecontrolsimulationisperformedwithMATLAB／Simulinkassimulationplatform．Theoperationfeatureandcontrolresultofthechargingdeviceoftheultra-capacitorindealingwithlightintensityvariationandloadfluctuation．Itisshownbytheresultthattheuhra-capacitorcaneffectivelystabilizebusbarvoltag

5、eandimprovetheoperationstabilityofthePVpowergenerationsystem．Keywords：ultra—capacit0r；energycharging；PVpowergeneration度方面也具有极强的优势。0引言笔者通过对目前超级电容器的性能特点进行太阳能是一种储量丰富的可再生能源。近年分析，搭建含超级电容器储能系统的光伏发电系统来。随着世界各国对新能源的重视，太阳能发电装模型。以稳定直流母线电压为控制目标，研究超级机容量不断增加，光伏发电飞速发展。由于光伏发电容器在应对光照变化和负荷波动时的运行特性电系统的电源供应特点与

6、负荷需求在时间上存在与控制效果。着差异。导致系统运行稳定性和供电质量无法与常1超级电容器规发电系统相比。所以要依靠储能环节对光伏发电系统进行电能质量控制与调节，以实现对太阳能的1．1主要参数高效、高质量利用[”。超级电容器是通过极化的电解质溶液来储存储能系统有多种方式可以选择。包括锂电池、电场能，它的能量储存机制里并没有发生化学反铅酸蓄电池、飞轮储能系统以及超级电容器储能系应。并且这种机制是高度可逆的。从而使得超级电统等。与其他储能方式相比，超级电容器不仅具有容器拥有成百上千次、甚至百万次的充放电寿命。工作温度范围宽、系统设计灵活方便、储能效率高超大的碳电极表面积和极小的电荷

7、间隔距离使得和无环境污染等优点。而且在功率密度和充放电速超级电容器相对于传统电容器而言具有更加出众收稿日期：2015．03．09基金项目：国家自然科学基金重点项目(51177047)·49·2015年第3期电力电容器与无功补偿第36卷的电容量[¨]。1-3超级电容器储能系统以Maxwell公司的48V超级电容器为例，对部储能系统电路主要由3部分构成，即超级电容分参数包括功率密度、能量密度、充放电速度、循环器组、双向DC／DC变换器、控制器，如图2所示。直效率、寿命等进行介绍。流侧装有电容器为母线提供电压