混合储能的独立光伏系统充电控制研究.pdf

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1、第46卷第1期电力电子技术Vo1．46．No．12012年1月PowerElectronicsJanuary2012混合储能的独立光伏系统充电控制研究王思杰，惠晶(江南大学，电气工程系，江苏无锡214122)摘要：超级电容的功率密度大，循环寿命长，很适合与能量密度大的蓄电池相结合，共同组成独立式光伏发电系统的储能部分。在此分析比较了两种储能器件的各项参数，针对光伏发电系统的特点。提出了一种应用于蓄电池与超级电容混合储能系统的充电控制方案。通过监视系统供电状态，减少蓄电池不必要的接入．达到延长蓄电池循环寿命的目的。实验结果表明，蓄电池与超级电容混合储能明显提高了系统的瞬时功率输出．降

2、低了蓄电池的电流脉动，并减少其充放电循环次数，有效延长了蓄电池的使用寿命。关键词：光伏发电；独立系统：混合储能中图分类号：TM615文献标识码：A文章编号：1000—100X(2012)01—0013—03StudyofHybridEnergyStorageUsedinStand-alonePVSystemWANGSi-jie．HUIJing(J／angnanUnivers，Wuxi214122，China)Abstract：Ultracapacitorhasthecharacteristicsofhighpowerdensityandlongcyclelife．Amethodol

3、ogyoful~acapac—itorandbatteryhybridenergystorageinstand-alonephotovoltaicsystemisproposed．Accordingtothecomparativetestofthestoragesystemwithuhracapacitorornot．Useofuhracapacitorenhancestheinstantaneouspoweroftheentiresystem，lowerthepulsatingcurrentofbattery．Byreducingthenumberofrechargecycles

4、ofbattery，newmethodologylengthensthelifeofbattery．Keywords：photovohaicpowergeneration；stand—alonesystem；hybridenergystorageFoundationProject：SupposedbytheFundofJiangnanUniversityforYoungScientist(No．JUSRP11022)；WuxiSc-ienceandTechnologyDevelopmentProject(No．CMES0915)1引言2系统结构随着化石能源的不断枯竭。可再生能源逐渐

5、图1示出独立式光伏发电系统整体结构．光得到重视，其中太阳能是研究重点之一。特别是远伏电池通过一个DC／DC变换电路．实现最大功率离城市及电网的地区。独立式光伏发电系统可得点跟踪(MPPT)控制。蓄电池和超级电容经双向到很好的应用。鉴于太阳能发电的不稳定性。有必DC／DC变换器与系统连接．既可在能量富余时储要设计储能装置以提高系统供电的可靠性。铅酸存系统多余电能，又可在光照不足时向负载供电。蓄电池是目前最常用的储能装置，具有低成本、高能量密度的特点，但也存在充放电电流有限、循环寿命短的问题。由于光伏电池的输出随环境变化较大，恶劣的充电环境使得蓄电池常处于深放电和欠充电的状态，进一步导

6、致使用寿命缩短Ⅲ。超级电容的功率密度大，循环寿命长，这些特点可弥图1系统结构图补蓄电池的不足【2_．因此超级电容很适合与蓄电图2示出双向Buck．Boost变换器。通过在池共同组成独立式光伏发电系统的储能设备。IGBT上反并联二极管，使得变换器具有双向导通功能。通常，蓄电池和超级电容的额定电压低于系统主电路上的电压，充电时需要先进行降压处理．基金项目：江南大学青年基金资助项目(JUSRP11022)；无Buck电路可较好地满足要求；储能系统对外提供锡市科技发展计划项目(CMES0915)电能时，需要利用Boost电路将电压升高到相应值定稿日期：2011一o7—07作者简介：王思杰(

7、1988一)，男，河南平顶山人，硕士研究才能接入主电路。蓄电池和超级电容的电路上各生，研究方向为电力电子与电力传动。自接有一个开关，开关的通断由系统控制。这样】3第46卷第1期电力电子技术Vo1．46，No．12012年1月PowerElectronicsJanuary2012两种储能装置可随时接入主电路或断开连接，使模式5光伏电池输出功率小于负载功率。系统对储能装置的控制更加灵活方便。超级电容的电量低于阈值，蓄电池的电量高于阈值(此处设置为30％)。此时蓄电池接入电