發(fā)布時(shí)間：2022-01-21 13:16

　　超級(jí)電容器的老化會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生消極影響,對(duì)超級(jí)電容器老化壽命進(jìn)行實(shí)時(shí)估計(jì),在超級(jí)電容器進(jìn)入壽命終止?fàn)顟B(tài)之前完成更新,是保證儲(chǔ)能系統(tǒng)和電力系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵步驟。本文通過(guò)構(gòu)建一種新型極限學(xué)習(xí)機(jī)模型估計(jì)超級(jí)電容器的老化狀態(tài),實(shí)現(xiàn)基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型的超級(jí)電容器老化壽命預(yù)測(cè)。超級(jí)電容器老化模型具有多變量、非線性、高復(fù)雜度等特征,為了降低預(yù)測(cè)的復(fù)雜度,本文引入等效電容和等效串聯(lián)電阻兩個(gè)參數(shù),等效電容代表超級(jí)電容器內(nèi)部?jī)?chǔ)能健康因子的集合;等效串聯(lián)電阻代表超級(jí)電容器內(nèi)部?jī)?chǔ)能老化因子的集合。通過(guò)參數(shù)引入,超級(jí)電容器的老化特征被表示為等效電容的下降和等效串聯(lián)電阻的上升,實(shí)現(xiàn)了老化模型的簡(jiǎn)化,為后面的老化壽命預(yù)測(cè)打下基礎(chǔ)。針對(duì)超級(jí)電容器老化壽命預(yù)測(cè),本文采用數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型預(yù)測(cè)方案,構(gòu)建極限學(xué)習(xí)機(jī)用于預(yù)測(cè)超級(jí)電容器老化壽命�；诘`差小、參數(shù)設(shè)定少和最優(yōu)解預(yù)測(cè)精度高等優(yōu)勢(shì),啟發(fā)式卡爾曼濾波算法可以解決極限學(xué)習(xí)機(jī)在隨機(jī)生成輸入權(quán)重和偏置量時(shí)出現(xiàn)的方陣奇異,繼而提高極限學(xué)習(xí)機(jī)的預(yù)測(cè)精度。因此,本文構(gòu)建啟發(fā)式卡爾曼濾波優(yōu)化的極限學(xué)習(xí)機(jī)用于預(yù)測(cè)超級(jí)電容器老化壽命。為了進(jìn)一步驗(yàn)證啟發(fā)式卡爾曼濾波優(yōu)化極限學(xué)習(xí)機(jī)的預(yù)測(cè)精度... 

【文章來(lái)源】：青島大學(xué)山東省

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1雙電層電容器實(shí)物EDLC充電時(shí)被施加外部電壓，電極板通過(guò)存儲(chǔ)正負(fù)電荷形成電場(chǎng)；在電場(chǎng)力

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文8第二章超級(jí)電容器老化機(jī)理2.1超級(jí)電容器儲(chǔ)能原理超級(jí)電容器老化現(xiàn)象的產(chǎn)生和其組成材料和儲(chǔ)能機(jī)制密切相關(guān)。根據(jù)不同的儲(chǔ)能機(jī)制，超級(jí)電容器分為雙電層電容器(ElectricDoubleLayerCapacitor,EDLC)、贗電容器(PseudoCapacitor,PC)和混合型電容器(HybridCapacitor,HC)。EDLC由兩片電極板和電解液組成，電極板采用多孔炭纖維材料[41,42]，電解液多采用四氟硼酸四乙基銨(C8H20N·BF4)溶液[43]；EDLC實(shí)物如圖2-1所示。圖2-1雙電層電容器實(shí)物EDLC充電時(shí)被施加外部電壓，電極板通過(guò)存儲(chǔ)正負(fù)電荷形成電場(chǎng)；在電場(chǎng)力作用下，電解液中正負(fù)離子開始定向運(yùn)動(dòng)，分別吸附于負(fù)極板和正極板，形成包括離子層和電荷層在內(nèi)的雙電層。雙電層形成的整個(gè)過(guò)程中，電解液和電極板不發(fā)生氧化還原反應(yīng)。放電時(shí)，正負(fù)電荷脫離電極板進(jìn)入供電電路，電解液中的電場(chǎng)逐漸減弱，依靠電場(chǎng)吸引的正負(fù)離子離開極板，分散到電解質(zhì)溶液[44]。PC由電極板和電解液組成，電極板采用MnO2、NiO等金屬氧化物或?qū)щ娋酆衔�，電解液多采用KOH溶液[45,46]。PC實(shí)物如圖2-2所示。圖2-2贗電容器實(shí)物充電時(shí)，PC電解液中的正負(fù)離子在電場(chǎng)作用下聚集在正負(fù)極板，之后與電極板上儲(chǔ)存的正負(fù)電荷發(fā)生欠電位沉積或氧化還原反應(yīng)，將電荷儲(chǔ)存為電能。放電時(shí)，電極板通過(guò)氧化還原反應(yīng)將電能轉(zhuǎn)化為電荷和離子[46]。

青島大學(xué)碩士學(xué)位論文18用于老化參數(shù)檢測(cè)的超級(jí)電容器為BASEUS牌CXHP2R7126R型的同批雙電層電容器，其實(shí)物圖如圖3-3所示。圖3-3待測(cè)超級(jí)電容器實(shí)物CXHP2R7126R型超級(jí)電容器的性能參數(shù)如表3-1所示。表3-1CXHP2R7126R型超級(jí)電容器性能參數(shù)性能參數(shù)超級(jí)電容器工作電壓類型直流工作電壓大小(V)2.7標(biāo)稱容量(F)12容量范圍(F)1.0~5000容量偏差(%)-20~+80工作溫度(℃)-25~70能量密度(W·h/kg)3.68功率密度(W/kg)35353.3老化參數(shù)檢測(cè)流程基于溫度、電壓和充電電流等因素對(duì)老化參數(shù)運(yùn)行趨勢(shì)的影響，將10個(gè)被測(cè)超級(jí)電容器按照溫度變量、電壓變量和充電電流變量進(jìn)行分組，如表3-2所示。表3-2超級(jí)電容器老化參數(shù)檢測(cè)分組超級(jí)電容器標(biāo)簽電壓(V)充電電流(A)溫度(℃)12.932522.935032.936542.736553.136563.236572.712582.722592.7325102.7525根據(jù)表3-2所示分組，將10個(gè)超級(jí)電容器依次放入老化參數(shù)檢測(cè)平臺(tái)中進(jìn)行充

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3600329