發(fā)布時間：2021-05-10 21:13

　　在大功率儲能系統(tǒng)中,超級電容作為一種新型儲能元件受到的重視程度越來越高。其快速的功率吸納與釋放能力使其較比各種電池類儲能元件在一些需要快速功率變換的領域更為適合。為了保證超級電容儲能系統(tǒng)可靠性以及使用壽命,需要對其進行有效管理。本文對超級電容管理系統(tǒng)進行研究,它主要包括兩個功能:超級電容單體電壓均衡與超級電容狀態(tài)估計。論文中首先考慮到多單體的串聯(lián)結構中,各單體之間的差異引起在儲能系統(tǒng)充放電過程中逐漸出現(xiàn)電壓差,這種電壓差的累計會嚴重影響其正常工作,針對這一問題研究了電壓均衡方法。其中,本文對多繞組變壓器均壓拓撲進行了建模分析,可以預測出模組均衡速度。同時該拓撲具有均衡單體數(shù)受限的缺陷,為此,本文在模組內(nèi)使用多繞組變壓器均壓拓撲實現(xiàn)電壓均衡的基礎上提出一種新型的模組間單體的電壓均衡方式,從而提高所能均衡單體的數(shù)量,同時因為均衡原理與多繞組變壓器均壓拓撲相同而能夠保持其優(yōu)點。這兩種拓撲的有效性均通過Simulink仿真和實驗進行驗證。超級電容管理系統(tǒng)在實現(xiàn)電壓均衡的同時,還需要給出超級電容單體實時的電量指標,并且能檢測出超級電容在使用過程中的性能衰變,從而進行故障診斷,所以還需要具備在線估... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：75 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景及研究的目的和意義
    1.2 超級電容電壓均衡拓撲研究現(xiàn)狀
    1.3 超級電容的等效電路模型研究現(xiàn)狀
        1.3.1 超級電容物理建模
        1.3.2 等效電路模型
    1.4 超級電容狀態(tài)估計研究現(xiàn)狀
        1.4.1 超級電容SOC估計
        1.4.2 超級電容SOH估計
    1.5 本文的主要研究內(nèi)容
第2章 基于多繞組變壓器的超級電容均衡研究
    2.1 引言
    2.2 多繞組變壓器拓撲建模
        2.2.1 等效電路建模
        2.2.2 均衡時間分析
    2.3 基于多繞組變壓器的多模組間電壓均衡拓撲
        2.3.1 拓撲構成與均衡原理
        2.3.2 等效電路建模
    2.4 模組間均衡拓撲設計關鍵問題分析
    2.5 本章小結
第3章 超級電容SOC在線估計算法研究
    3.1 引言
    3.2 超級電容模型方程建立
    3.3 基于卡爾曼濾波的SOC估計
    3.4 基于SMO的SOC估計
    3.5 基于超級電容簡化模型的SOC估計
    3.6 本章小結
第4章 超級電容SOH在線估計算法研究
    4.1 引言
    4.2 SOH在線估計關鍵問題分析
    4.3 基于線性最小二乘的在線參數(shù)識別
    4.4 基于EKF的在線參數(shù)識別
    4.5 基于EKF的超級電容模型參數(shù)與SOC估計
    4.6 本章小結
第5章 系統(tǒng)仿真和實驗驗證
    5.1 引言
    5.2 電壓均衡拓撲仿真驗證
        5.2.1 多繞組變壓器拓撲仿真驗證
        5.2.2 模組間均衡拓撲仿真驗證
    5.3 電壓均衡拓撲實驗驗證
        5.3.1 多繞組變壓器拓撲實驗驗證
        5.3.2 模組間均衡拓撲實驗驗證
    5.4 超級電容SOC估計算法仿真研究
        5.4.1 基于KF與SMO的SOC估計仿真驗證
        5.4.2 模型參數(shù)不準確時兩種觀測器的性能對比
        5.4.3 觀測器模型參數(shù)識別與模型簡化仿真研究
    5.5 超級電容SOH估計算法仿真研究
        5.5.1 基于線性最小二乘與EKF的參數(shù)識別仿真驗證
        5.5.2 基于EKF的超級電容模型參數(shù)與SOC估計仿真驗證
    5.6 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于組合型雙向DC-DC變換器的超級電容儲能系統(tǒng)控制策略分析與設計[J]. 武偉,謝少軍,張曌,陳文明,裴興華.  電源學報. 2016(03)
[2]基于MMC雙向DC-DC變換器的超級電容儲能系統(tǒng)控制策略分析與設計[J]. 武偉,謝少軍,張曌,許津銘.  中國電機工程學報. 2014(27)

博士論文
[1]電動客車用超級電容器組動態(tài)均衡技術研究[D]. 孔治國.哈爾濱工業(yè)大學 2007



本文編號：3180070