超级电容器储能控制技术研究 劳斯欠佳，尹忠东，单任仲 （华北电力大学电力系统维护与动态安全监控教育部重点实验室，北京102206) 概要：明确提出了双向DC-DC变换器在超级电容器充放电过程中的掌控方法，需要解决问题绝大多数必须对超级电容器充放电的场合。在PSCAD/EMTDC电力系统建模软件中建构超级电容器的充放电电路模型，通过对无补偿时双向掌控模型分析，使用PI或者PID补偿环节构建系统的平稳，并展开建模检验。
为增大充电电流脉动，更进一步明确提出对超级电容器展开多重电池的思路，得出建模结果。建模系统的平稳和较好的建模结果解释所明确提出的方法不切实际。 超级电容器是近年来新型能源器件的一个研究热点，它与常规电容器有所不同，其容量可超过法拉级甚至数万法拉，而且能在电极端电压多达额定电压的过充电状态下不被穿透。
作为一种理想的新型能源器件，它的比功率和比能量介于常规电容器和充电电池之间，在众多的应用领域里填补了常规储能器件的单方面缺失。此外，它还具备内阻小，充放电效率高（90％～95％）、循环寿命长（几万至十万次）、低温性能优越、无污染等独有的优点[1]。
这些优点使得超级电容器非常适合用作短时间高功率输入的场合。 执着平稳运营、可信供电的电力系统近几年也引入超级电容器作为新型储能设备，使其在电力系统经常出现电压波动、短时间供电中断等情况下较慢充放电，从而保证系统的安全性及可靠性。
目前对超级电容器在电力系统中应用于的研究才引发热潮，实用化的超级电容器充放电掌控仍未成熟期。本文将双向DC-DC变换器应用于超级电容器的充放电过程，对双向掌控模型分析，使用PWM的控制策略，并针对充放电情况的有所不同分别安装PI及PID补偿环节，使系统比较稳定，符合绝大多数必须较慢对超级电容器充放电的场合。 1双向DC-DC变换器模型 双向DC-DC变换器是直流母线和超级电容器之间的一个周期性通断的电源掌控装置，它的起到是转变供给超级电容器的电压，实质上是作为一个电压调节系统而工作的。 为了符合用于必须，使用的变换器应当是电流可偏移的两象限变换器，当电容对外静电时，DC-DC变换器正处于降压状态，而对电容电池时，电流对系统，DC-DC变换器正处于升压状态。
系统设计变换器可使用半桥式，由全控型晶体管IGBT∶S1和S2，以及续流二极管D1和D2，维护超级电容器的二极管D3和D4，电感L构成，闻图1。 当S1正处于工作状态，S2变频器，S1和D2包含升压斩波电路，此时双向DC-DC变换器正处于Buck状态。在一个电源周期Ts内，当S1开口时（即0＜t＜ton，其中t为时间变量），二极管D2忍受偏移电压，电流偏移向电容电池，能量从直流母线必要充入超级电容器，同时电感L存储部分能量；当S1插入时（即ton＜t＜Ts），二极管D2忍受相反偏压为电感L获释能量包含通路，向电容电池。
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