超级电容器直流储能单元研究与应用设计
|
摘要
超级电容器作为一种新型电力储能技术,由于其动态响应速度快,储、释能效率高,产品规格化无需定制,便于扩容等特点,被认为是一种非常有前途的电能存储器件。超级电容器直流储能单元是超级电容器储能系统中最为关键部位,其可靠工作对提高超级电容器储能系统的效率和能量利用率,增强储能系统的可靠性具有重要的意义。本文立足于超级电容器直流储能单元的研究与应用设计,建立了超级电容器与蓄电池直接并联储能的等效模型;针对脉动负载,分析了储能系统的性能改善及其影响因素。对超级电容器应用于直流屏,通过前馈控制加反馈控制来调节系统运行,并用MATLAB进行仿真实验,验证了设计的可靠性,这对于超级电容器直流储能单元的实际应用具有一定的理论意义和实用价值。
As a new kind of energy storage component, supercapacitors have fast response, high charge-discharge effciency, and there are types of commodities on sale which speedup assemble and facilitate to enlarge energy storage capacity, therefore the supercapacitor is considered the most promising energy storage device. Supercapacitor dc energy storage system is the key device of the supercapacitor energy storage system. It plays an important role on improving efficiency and reliability of supercapacitor energy storage system. In conclusion, based on some important aspects of Supercapacitor energy storage unit application and design, the equivalent model of directly paralleled supercapacitor/Battery hybrid was set up and the performance and its influence factors were analyzed quantificationally with pulsant load as an example. As supercapacitor use in dc power supply, design feedforward plus feedback to regulate the system operation, MATLAB simulation results presented to show the feasibility, which have theory and practical meanings to provide optional scheme to the project applications.
As a new kind of energy storage component, supercapacitors have fast response, high charge-discharge effciency, and there are types of commodities on sale which speedup assemble and facilitate to enlarge energy storage capacity, therefore the supercapacitor is considered the most promising energy storage device. Supercapacitor dc energy storage system is the key device of the supercapacitor energy storage system. It plays an important role on improving efficiency and reliability of supercapacitor energy storage system. In conclusion, based on some important aspects of Supercapacitor energy storage unit application and design, the equivalent model of directly paralleled supercapacitor/Battery hybrid was set up and the performance and its influence factors were analyzed quantificationally with pulsant load as an example. As supercapacitor use in dc power supply, design feedforward plus feedback to regulate the system operation, MATLAB simulation results presented to show the feasibility, which have theory and practical meanings to provide optional scheme to the project applications.
引文
[1] 余伟成,张建成.应用于直流屏中超级电容器储能系统研究.2006年高等学校第二十二届电力系统及其自动化年会.中国南京.河海大学:2006
[2] 曾敏,彭德明.终端变电站直流系统存在的问题及解决的办法.电工技术杂志,2003,2:63～65
[3] 薛洪发.超级电容器在变配电站直流系统中的应用.电气时代,2001,11:40～41
[4] 杨凤光.超大容量电容器在直流屏上的应用.国内外机电一体化技术,2000(6):33～34
[5] 刘建新. 超级电容器在直流电源系统中的应用. 华东交通大学学报,2002,19(3):72～74
[6] Bobby Maher.超级电容器简介.今日电子,2006,1:37～38
[7] 朱磊,吴伯荣,陈晖,等.超级电容器研究及其应用.稀有金属.2003,27(3):385～390
[8] Matt Reynolds.替代能源中的超级电容器介绍.今日电子,2006,7:38～39
[9] 桂长清.新型贮能电源超级电容器.电源工业,2003,8(4):163～165
[10]周晓兰,韩居华,辛玲.超导储能及其在电力系统中的应用研究综述.电力情报,1999(1):1～3
[11]王海曙.抽水蓄能电站综述.水利水电科技进展,1998,18(6). 21～23
[12]晏志勇,翟国寿.我国抽水蓄能电站发展历程及前景展望.水力发电,2004,30(12).73～76
[13]宋卫东.国外压缩空气蓄能发电概况.中国电力.1997,30(9). 53～54
[14]唐晓军.压缩空气储能技术现状.能源研究与利用.1995(3). 25～27
[15]Bharat Bhargava. Application of an Energy Source Power System Stabilizer on the 10MW Battery Energy Storage at Chino Substation . IEEE Transaction on Power Systems, 1998,13(1)
[16]潘文章.铅酸蓄电池展望.电源技术,1994,18(5).9～10
[17]张建成.飞轮储能系统及其运行控制技术研究:[博士学位论文].河北:华北电力大学电力工程系,2001
[18]Hebner R, Beno J, Walls A. Flywheel batteries come around again. Spectrum, IEEE Volume 39,Issue 4,2002(4): 46～51
[19]卫海岗,戴兴建.飞轮储能技术研究新动态.太阳能学报,2002,23(6).748～753
[20]李海东.超级电容器模块化技术的研究: [博士学位论文].北京:中国科学院电工所,2006
[21]Zheng C. High pulse power system through engineering battery-capacitor combination. Energy Conversion Engineering Conference and Exhibit,2000,7(2):752～755
[22]Holland C E,Weidner J W,Dougal R A et al. Experimental characterization of hybrid power systems under pulse current loads. Journal of Power Sources,2002,109:32～37
[23]张宜楠,胡树清,杜志忠. 高比功率符合电源. 电源技术,2002,26(5):341～343
[24]尹忠东,彭军.超级电容储能的并联电能质量调节器.四川电力技术.2005(1)12～16
[25]上海奥威科技开发有限公司超级电容器产品说明书.2007
[26]李荐,钟晖,钟海云等.超级电容器应用设计.电源技术,2004,28(6):388～391
[27]钟海云,李荐,戴艳阳,等.新型新源器件—超级电容器研究发展最新动态.电源技术,2001,25(5):367～370
[28]李亚寅,曲炳蔚.新型储能装置—超级电化学电容器应用前景光明.中国电子商情,2005,12:61～64
[29]张熙贵,王涛,夏保佳.一种优秀的储能器件—超级电容器.ECN,2003,8:40～42
[30]浙江南都电源动力股份有限公司LSE系列电池用户手册
[31](加)康维(Conway,B.E.).电化学超级电容器--科学原理及技术应用(陈艾,吴孟强,张绪礼,等译).北京:化学工业出版社,2005
[32]张慧妍.超级电容器直流储能系统分析与控制技术的研究: [博士学位论文].北京:中国科学院电工所,2006
[33]孟丽囡,陈永真,宁武.超级电容器串联应用中均压问题及解决方案.辽宁工学院学报,2005,12(1):1～3
[34]高云,陈永真 ,王春霞.超级电容器单体电压动态均衡.辽宁工学院学报,2005,25(12):354～356
[35]李忠学,陈杰.超级电容器组件的电压均衡控制电路设计.电子元件与材料,2006(25)5:39～42
[36]陈永真.电容器及其应用.北京:科学出版社,2005
[37]Gao L. Design and optimization of Fuel Cell/Battery/Supercapacitor hybrid power sources for electric vehicles. PH.D. dissertation,College of Engineering and Information Technology University of South Carolina,2003.
[38]唐西胜.超级电容器储能应用于分布式发电式系统的能量管理及稳定性研究:[博士学位论文].北京:中国科学院电工所,2006
[39]唐西胜,李海冬,齐智平,等.有源式超级电容器蓄电池混合储能系统的研究.高技术通讯,2006,16(12):1273～1277
[40]唐西胜,齐智平.超级电容器蓄电池混合电源.电源技术,2006,11(30):933～936
[41]邱关源.电路. 北京:高等教育出版社,1999.299～300
[42]《工厂常用电气设备手册》编写组.工厂常用电气设备手册上册. 北京:中国电力,出版社,1999. 692～693
[43]李定宣.开关稳定电源设计与应用.北京:中国电力出版社,2006
[44]张慧妍,齐智平,韦统振.超级电容器储能直流变换器的设计.电气应用,2006,25(12):97～100
[45]蔡丽娟.超级电容器储能系统电压控制技术的研究:[硕士学位论文].河北保定:华北电力大学电力工程系,2004
[46]冷超.超级电容器储能系统发电控制的研究:[硕士学位论文].河北保定:华北电力大学电力工程系,2003
[47]张靖.超级电容蓄电池复合电源的研究与仿真:[硕士学位论文].湖北武汉:武汉理工大学车辆工程系,2005
[2] 曾敏,彭德明.终端变电站直流系统存在的问题及解决的办法.电工技术杂志,2003,2:63～65
[3] 薛洪发.超级电容器在变配电站直流系统中的应用.电气时代,2001,11:40～41
[4] 杨凤光.超大容量电容器在直流屏上的应用.国内外机电一体化技术,2000(6):33～34
[5] 刘建新. 超级电容器在直流电源系统中的应用. 华东交通大学学报,2002,19(3):72～74
[6] Bobby Maher.超级电容器简介.今日电子,2006,1:37～38
[7] 朱磊,吴伯荣,陈晖,等.超级电容器研究及其应用.稀有金属.2003,27(3):385～390
[8] Matt Reynolds.替代能源中的超级电容器介绍.今日电子,2006,7:38～39
[9] 桂长清.新型贮能电源超级电容器.电源工业,2003,8(4):163～165
[10]周晓兰,韩居华,辛玲.超导储能及其在电力系统中的应用研究综述.电力情报,1999(1):1～3
[11]王海曙.抽水蓄能电站综述.水利水电科技进展,1998,18(6). 21～23
[12]晏志勇,翟国寿.我国抽水蓄能电站发展历程及前景展望.水力发电,2004,30(12).73～76
[13]宋卫东.国外压缩空气蓄能发电概况.中国电力.1997,30(9). 53～54
[14]唐晓军.压缩空气储能技术现状.能源研究与利用.1995(3). 25～27
[15]Bharat Bhargava. Application of an Energy Source Power System Stabilizer on the 10MW Battery Energy Storage at Chino Substation . IEEE Transaction on Power Systems, 1998,13(1)
[16]潘文章.铅酸蓄电池展望.电源技术,1994,18(5).9～10
[17]张建成.飞轮储能系统及其运行控制技术研究:[博士学位论文].河北:华北电力大学电力工程系,2001
[18]Hebner R, Beno J, Walls A. Flywheel batteries come around again. Spectrum, IEEE Volume 39,Issue 4,2002(4): 46～51
[19]卫海岗,戴兴建.飞轮储能技术研究新动态.太阳能学报,2002,23(6).748～753
[20]李海东.超级电容器模块化技术的研究: [博士学位论文].北京:中国科学院电工所,2006
[21]Zheng C. High pulse power system through engineering battery-capacitor combination. Energy Conversion Engineering Conference and Exhibit,2000,7(2):752～755
[22]Holland C E,Weidner J W,Dougal R A et al. Experimental characterization of hybrid power systems under pulse current loads. Journal of Power Sources,2002,109:32～37
[23]张宜楠,胡树清,杜志忠. 高比功率符合电源. 电源技术,2002,26(5):341～343
[24]尹忠东,彭军.超级电容储能的并联电能质量调节器.四川电力技术.2005(1)12～16
[25]上海奥威科技开发有限公司超级电容器产品说明书.2007
[26]李荐,钟晖,钟海云等.超级电容器应用设计.电源技术,2004,28(6):388～391
[27]钟海云,李荐,戴艳阳,等.新型新源器件—超级电容器研究发展最新动态.电源技术,2001,25(5):367～370
[28]李亚寅,曲炳蔚.新型储能装置—超级电化学电容器应用前景光明.中国电子商情,2005,12:61～64
[29]张熙贵,王涛,夏保佳.一种优秀的储能器件—超级电容器.ECN,2003,8:40～42
[30]浙江南都电源动力股份有限公司LSE系列电池用户手册
[31](加)康维(Conway,B.E.).电化学超级电容器--科学原理及技术应用(陈艾,吴孟强,张绪礼,等译).北京:化学工业出版社,2005
[32]张慧妍.超级电容器直流储能系统分析与控制技术的研究: [博士学位论文].北京:中国科学院电工所,2006
[33]孟丽囡,陈永真,宁武.超级电容器串联应用中均压问题及解决方案.辽宁工学院学报,2005,12(1):1～3
[34]高云,陈永真 ,王春霞.超级电容器单体电压动态均衡.辽宁工学院学报,2005,25(12):354～356
[35]李忠学,陈杰.超级电容器组件的电压均衡控制电路设计.电子元件与材料,2006(25)5:39～42
[36]陈永真.电容器及其应用.北京:科学出版社,2005
[37]Gao L. Design and optimization of Fuel Cell/Battery/Supercapacitor hybrid power sources for electric vehicles. PH.D. dissertation,College of Engineering and Information Technology University of South Carolina,2003.
[38]唐西胜.超级电容器储能应用于分布式发电式系统的能量管理及稳定性研究:[博士学位论文].北京:中国科学院电工所,2006
[39]唐西胜,李海冬,齐智平,等.有源式超级电容器蓄电池混合储能系统的研究.高技术通讯,2006,16(12):1273～1277
[40]唐西胜,齐智平.超级电容器蓄电池混合电源.电源技术,2006,11(30):933～936
[41]邱关源.电路. 北京:高等教育出版社,1999.299～300
[42]《工厂常用电气设备手册》编写组.工厂常用电气设备手册上册. 北京:中国电力,出版社,1999. 692～693
[43]李定宣.开关稳定电源设计与应用.北京:中国电力出版社,2006
[44]张慧妍,齐智平,韦统振.超级电容器储能直流变换器的设计.电气应用,2006,25(12):97～100
[45]蔡丽娟.超级电容器储能系统电压控制技术的研究:[硕士学位论文].河北保定:华北电力大学电力工程系,2004
[46]冷超.超级电容器储能系统发电控制的研究:[硕士学位论文].河北保定:华北电力大学电力工程系,2003
[47]张靖.超级电容蓄电池复合电源的研究与仿真:[硕士学位论文].湖北武汉:武汉理工大学车辆工程系,2005
© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号 地址：北京市海淀区学院路29号 邮编：100083 电话：办公室：(+86 10)66554848；文献借阅、咨询服务、科技查新：66554700 |