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片上集成光伏微能源能量管理方案与系统设计

电源技术 2017年第2期41卷 243-246页

作者：何永泰肖丽仙冯明军刘晋豪楚雄师范学院物理与电子科学学院云南楚雄675000

结合微机电系统(MEMS)无线传感器节点的功耗特点,介绍一种片上集成光伏微能源能量管理方案及系统。根据有无光照条件,能量管理方案由能量存储、混合供电、充电保护、并联供电和能量转存五个状态组成,实现能量的存储、传输和供电管理。另... 详细信息

结合微机电系统(MEMS)无线传感器节点的功耗特点,介绍一种片上集成光伏微能源能量管理方案及系统。根据有无光照条件,能量管理方案由能量存储、混合供电、充电保护、并联供电和能量转存五个状态组成,实现能量的存储、传输和供电管理。另外,设计了片上集成光伏微能源系统,其采用固体薄膜锂离子电池为能量存储器,电容器作为辅助存储器,并利用旁路法进行能量存储器的过充电保护,在传感器激活状态利用混合供电模式为节点供电,设计系统具有较高的集成工艺兼容性和输出稳定性。

关键词：太阳电池微能源片上集成能量管理方案

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一种基于功能安全的新能源汽车能量管理方案

电子产品世界 2021年第11期28卷 28-30,85页

作者：王春丽肖小城梁长飞沙文瀚方涛丁凌志奇瑞新能源汽车技术有限公司新能源研究院安徽芜湖市241000

介绍一种基于功能安全的新能源汽车能量管理方案,并阐述了在保证整车动力性的同时,合理保证能量分配,对能量的流动做实时监控。重点介绍了能量管理的基本功能及其在控制上的实现方法。

关键词：新能源能量管理方案功能安全

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输电线低功耗监测设备混合供电电源设计

中国测试 2022年第10期48卷 109-116页

作者：陈新岗赵蕊马志鹏贾勇邹越越朱磊黄宇杨重庆理工大学电气与电子工程学院重庆400054 重庆市能源互联网工程技术研究中心重庆400054

为给输电线路上低功耗在线监测设备提供稳定可靠的供电,设计一种多能量供电电源,可利用磁场能、太阳能与锂电池实现混合能量管理方案。通过理论分析、有限元仿真分析、硬件电路设计、实验平台的搭建证明该电源良好的应用效果。实验表明... 详细信息

为给输电线路上低功耗在线监测设备提供稳定可靠的供电,设计一种多能量供电电源,可利用磁场能、太阳能与锂电池实现混合能量管理方案。通过理论分析、有限元仿真分析、硬件电路设计、实验平台的搭建证明该电源良好的应用效果。实验表明,该电路能够给负载提供3.3 V不间断的供电电压;当两种环境能量都没有输入时,仅锂电池就可为平均消耗500 mW的负载供电73.92 h,满足为负载稳定持续供电的要求,增强了供电稳定性,提高了能源的利用率,能有效延长锂电池的使用寿命。同时,对多能量供电系统的推广和应用提供了参考价值。

关键词：能量管理方案电路设计环境能量锂电池低功耗设备

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平抑光伏系统波动的混合储能控制策略

电网技术 2013年第9期37卷 2452-2458页

作者：王海波杨秀张美霞上海电力学院电气工程学院上海市杨浦区200090

蓄电池/超级电容混合储能系统可以同时发挥蓄电池高能量密度以及超级电容高功率密度的优势,适应用于微网。在Buck/Boost双向功率变换器与直流母线相连的独立光伏微网中,提出一种将储能系统总负荷功率滤波后,采用电流滞环控制蓄电池的充... 详细信息

蓄电池/超级电容混合储能系统可以同时发挥蓄电池高能量密度以及超级电容高功率密度的优势,适应用于微网。在Buck/Boost双向功率变换器与直流母线相连的独立光伏微网中,提出一种将储能系统总负荷功率滤波后,采用电流滞环控制蓄电池的充放电、超级电容提供差值功率的新型能量管理方案,以优化对混合储能系统的管理。为平抑光伏出力波动,实现对直流母线电压的控制,针对超级电容的Buck/Boost双向功率变换器,在电压电流双闭环基础上,利用输入电压、负载电流前馈环消除了二者的变化对输出电压的扰动,提高了系统的动态响应速度与控制精度;利用电容电压前馈环消除了由于负载电流大小及方向的改变对系统闭环极点变动的影响,提高了系统的稳定性。仿真结果验证了所提能量管理方案及控制策略的有效性。

关键词：光伏系统混合储能系统超级电容蓄电池 Buck Boost双向变换器能量管理方案前馈控制

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平抑间歇式电源功率波动的混合储能系统设计

电力系统自动化 2011年第20期35卷 24-28,93页

作者：张国驹唐西胜齐智平中国科学院研究生院北京市100190 中国科学院电工研究所北京市100190

混合储能综合了功率型储能器件和能量型储能器件的优势,弥补了单一储能技术的不足,是储能技术的重要发展方向之一。针对平抑间歇式电源发电功率波动的应用需求,研究了超级电容器/蓄电池混合储能系统。结合间歇式电源的运行和控制,首先... 详细信息

混合储能综合了功率型储能器件和能量型储能器件的优势,弥补了单一储能技术的不足,是储能技术的重要发展方向之一。针对平抑间歇式电源发电功率波动的应用需求,研究了超级电容器/蓄电池混合储能系统。结合间歇式电源的运行和控制,首先分析了超级电容器/蓄电池混合储能系统的作用,然后针对超级电容器、蓄电池的输出特性和应用需求,进行了混合储能功率电路的设计,并以蓄电池储能量和超级电容器储能量为核心进行了混合储能系统能量管理方案的设计,所设计的能量管理方案具有中央管理单元控制和本地控制2个层次,具有自适应特征。仿真和实验证实了上述方法的有效性。

关键词：间歇式电源超级电容器蓄电池混合储能系统降压/升压双向变换器能量管理方案

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光储联合系统中储能电站的能量管理

可再生能源 2017年第2期35卷 232-239页

作者：姚波樊艳芳新疆大学可再生能源发电与并网技术教育部工程研究中心新疆乌鲁木齐830047

为提高储能设备利用率,实现储能电站能量的合理管理,以浙江地区某光伏电站配置的MW级储能电站示范工程为背景,针对现有单应用模式下储能装置容量和功率存在富余的特点,文章提出了一种平抑波动和分时电价相结合的储能装置控制方案。根据... 详细信息

为提高储能设备利用率,实现储能电站能量的合理管理,以浙江地区某光伏电站配置的MW级储能电站示范工程为背景,针对现有单应用模式下储能装置容量和功率存在富余的特点,文章提出了一种平抑波动和分时电价相结合的储能装置控制方案。根据光伏出力特点,在光伏波动较强时进行光伏波动平抑,在光伏出力较弱时,根据储能装置剩余容量(state of charge,SOC)的实际情况,结合当地负荷变化曲线,实施分时电价策略。仿真实验表明,该控制方案维持储能设备SOC在合理范围的前提下,能及时平抑白天光伏的波动。同时在一定程度上实现了对负荷的削峰填谷,提高了储能设备利用率,实现了储能电站能量的合理管理,为项目后续示范应用提供了理论依据与技术支撑。

关键词：光伏系统混合储能系统能量管理方案平抑功率波动分时电价

基于开关电容的非隔离型高增益三端口变换器研究

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基于开关电容的非隔离型高增益三端口变换器研究

作者：耿晓珑燕山大学

学位级别：硕士

根据两输入源种类,应用于新能源联合供电系统中的三端口变换器分为单向三端口变换器(Unidirectional Three-Port Converter,UTPC)和双向三端口变换器(Bidirectional Three-Port Converter,BTPC)。为满足课题背景需要和使变换器具有更好... 详细信息

根据两输入源种类,应用于新能源联合供电系统中的三端口变换器分为单向三端口变换器(Unidirectional Three-Port Converter,UTPC)和双向三端口变换器(Bidirectional Three-Port Converter,BTPC)。为满足课题背景需要和使变换器具有更好的性能,该文综合非隔离型UTPC/BTPC基本单元和开关电容技术的优势,得到几种新型三端口变换器拓扑。针对输入源均为新能源发电单元的场合,以非隔离型分时供电UTPC基本单元为载体,在不同支路上引入开关电容,得到三种基于开关电容的分时供电高增益UTPC,综合分析后确定第一种更优,为该文第一个研究对象。论文详细分析了其工作模式、开关电容充放电特性等,对变换器进行扩展,提出能量管理方案,仿真和实验证明该变换器具有较好性能,但是双输入时分时供电影响能源利用率,开关电容充电电流尖峰影响变换器效率。以非隔离型同时供电UTPC基本单元为载体,加入非隔离型分时供电UTPC基本单元中输入源间开关单元,同时在更优支路上串联开关电容,得到基于开关电容的同时供电高增益UTPC,为该文第二个研究对象,保留第一个研究对象的优点、改进缺点,并具有低输入电流纹波、特定情况下电感电流自动均分等优点。论文详细分析其工作原理、功率器件电压电流应力和能量管理方案,并通过仿真和实验完成验证。单个开关电容升压能力有限,论文提出四种开关电容单元,将其应用到第二个研究对象中,区分电容奇偶性后得到八种衍生结构,为该文第三个研究对象。对电容的充放电特性分析,从电压增益、电容耐压、功率损耗等方面对拓扑进行对比,最后通过仿真和实验进行验证。针对新能源和储能单元联合供电的场合,综合第二个研究对象和非隔离型BTPC基本单元后得到基于开关电容的同时供电高增益BTPC,为该文第四个研究对象,开关电容单元仍适用,对变换器基本特性进行分析,提出了能量管理方案,仿真和实验证明了变换器的可行性和能量管理方案的有效性。

关键词：新能源联合系统单(双)向三端口变换器开关电容能量管理方案

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光伏储能系统的协调控制策略研究

光伏储能系统的协调控制策略研究

作者：齐园园北方工业大学

学位级别：硕士

光伏发电作为利用太阳能的一种最广泛的应用方式,近年来成为各国学者开发研究的热点。系统协调控制策略是改善系统性能和提高能量利用率的核心技术,是光伏储能系统研究中的关键问题。本文以共直流母线式的光伏储能系统作为研究对象,深... 详细信息

光伏发电作为利用太阳能的一种最广泛的应用方式,近年来成为各国学者开发研究的热点。系统协调控制策略是改善系统性能和提高能量利用率的核心技术,是光伏储能系统研究中的关键问题。本文以共直流母线式的光伏储能系统作为研究对象,深入研究了系统的能量管理方案和不同电力电子变换器的控制具体方法,具有重要的理论研究和实际应用意义。在以往传统的系统能量管理方案中,当系统环境变化恶劣时,极容易造成蓄电池的过充和过放,从而损坏蓄电池,降低蓄电池寿命,大大增加了系统成本,严重时甚至会使系统不能正常工作。针对上述问题,本文制定了一整套完整的能量管理方案,其中包括系统工作模式的划分,边界条件的制定,提出了具体每种模式下的控制方法,不同工作模式之间的平滑切换情况。该种方案考虑到了蓄电池充满以及缺电的情况,保护了蓄电池,使光伏储能系统适用范围更强、应用范围更广。针对以往光伏储能系统中电力电子变换器所采用的闭环控制方法(PI调节器)存在的调节器参数多不易实现、控制结构复杂等缺点。本文借鉴了模型预测控制(MPC)思想,提出了基于模型预测的MPPT控制方法和两种基于模型预测的蓄电池充放电控制方法,该方法主要通过建立预测模型对系统目标量的下一时刻的所有可能值进行预测,拟定目标函数,选择使函数最小的开关状态来控制电力电子变换器开关管。模型预测方法控制结构简单、控制灵活、对调节参数不敏感,系统动静态性能优良。本文搭建了一套蓄电池充放电实验平台,在该平台上首先实现了储能变换器的双闭环控制(PI调节器),实验结果表明该系统通过蓄电池有效充放电可以实现母线电压稳定;同时也验证了蓄电池恒流充电以及放电过程的模型预测控制方法的有效性,具有很好的动态性能;最后通过模型预测方法控制储能变换器实现了母线电压的稳定,与双闭环控制相比,具有更快的充放电切换速度。

关键词：光伏储能系统能量管理方案 DC/DC变换器闭环控制模型预测控制

基于自适应滑动平均的混合储能能量管理及其在直流微电网中的应用研究

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电器与能效管理技术 2018年第15期 69-74页

作者：庞云亭张国驹韦统振中国科学院电工研究所北京100069 北京天诚同创电气有限公司北京100176 中国科学院大学北京101408

由于直流微电网中光伏、风电等出力具有波动性和间歇性,是典型的多时间尺度特征功率曲线,通常采用混合储能来满足。具有自适应特征、工程实现难度低的能量管理方案是混合储能的重要组成部分。首先分析了直流微电网的特点以及混合储能的... 详细信息

由于直流微电网中光伏、风电等出力具有波动性和间歇性,是典型的多时间尺度特征功率曲线,通常采用混合储能来满足。具有自适应特征、工程实现难度低的能量管理方案是混合储能的重要组成部分。首先分析了直流微电网的特点以及混合储能的作用,然后结合混合储能系统不同储能元件的特征,对应用于直流微电网的混合储能系统能量管理方案进行了需求分析,提出了一种自适应滑动平均的能量管理方案。最后,通过试验证实了上述方法的有效性。

关键词：直流微电网混合储能自适应能量管理方案