超級電容器及其在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

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1、第36卷第3期：0049-0052電力電容器與無功補(bǔ)償Vol.36，No.3：0049-00522015年6月PowerCapacitor&ReactivePowerCompensationJun.2015DOI:10.14044/j.1674-1757.pcrpc.2015.03.011"!!!!!!!!"!!"特種電容器!!!!!!!!"超級電容器及其在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究馮驍，張建成（華北電力大學(xué)新能源電力系統(tǒng)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北保定071003）摘要：光伏發(fā)電系統(tǒng)越來越受到人們的重視，但光伏電源的隨機(jī)性降低了其供

2、電質(zhì)量。通過對目前超級電容器的特性進(jìn)行分析，搭建含超級電容器儲能系統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)模型，以MATLAB/Simulink為仿真平臺進(jìn)行控制仿真，分析超級電容器儲能裝置在應(yīng)對光照強(qiáng)度變化和負(fù)荷波動時(shí)的運(yùn)行特性與控制效果，結(jié)果表明超級電容器能有效穩(wěn)定母線電壓，提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：超級電容器；儲能；光伏發(fā)電UltraCapacitorandItsApplicationStudyinDistributedPVSystemsFENGXiao，ZHANGJiancheng（StateKeyLaboratoryofAlt

3、ernateElectricalPowerSystemWithRenewableEnergySource，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China）Abstract:PVpowergenerationsystemhasbeenpaidmoreandmoreattention,butpowerqualityisreducedbytherandomnessofthePVpowersupply.Inthispaper,thePVpowergenerationsyst

4、emmodelincludingthechargingsystemoftheultra-capacitorissetupthroughoutcharacteristicanalysisonthecurrentultra-capacitorandthecontrolsimulationisperformedwithMATLAB/Simulinkassimulationplatform.Theoperationfeatureandcontrolresultofthechargingdeviceoftheultra-capacit

5、orindealingwithlightintensityvariationandloadfluctuation.Itisshownbytheresultthattheultra-capacitorcaneffectivelystabilizebusbarvoltageandimprovetheoperationstabilityofthePVpowergenerationsystem.Keywords:ultra-capacitor；energycharging；PVpowergeneration度方面也具有極強(qiáng)的優(yōu)勢［2

6、］。0引言筆者通過對目前超級電容器的性能特點(diǎn)進(jìn)行太陽能是一種儲量豐富的可再生能源。近年分析，搭建含超級電容器儲能系統(tǒng)的光伏發(fā)電系統(tǒng)來，隨著世界各國對新能源的重視，太陽能發(fā)電裝模型，以穩(wěn)定直流母線電壓為控制目標(biāo)，研究超級機(jī)容量不斷增加，光伏發(fā)電飛速發(fā)展。由于光伏發(fā)電容器在應(yīng)對光照變化和負(fù)荷波動時(shí)的運(yùn)行特性電系統(tǒng)的電源供應(yīng)特點(diǎn)與負(fù)荷需求在時(shí)間上存在與控制效果。著差異，導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和供電質(zhì)量無法與常1超級電容器規(guī)發(fā)電系統(tǒng)相比，所以要依靠儲能環(huán)節(jié)對光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行電能質(zhì)量控制與調(diào)節(jié)，以實(shí)現(xiàn)對太陽能的1.1主要參數(shù)高效、高質(zhì)量利

7、用［1］超級電容器是通過極化的電解質(zhì)溶液來儲存。儲能系統(tǒng)有多種方式可以選擇，包括鋰電池、電場能，它的能量儲存機(jī)制里并沒有發(fā)生化學(xué)反鉛酸蓄電池、飛輪儲能系統(tǒng)以及超級電容器儲能系應(yīng)。并且這種機(jī)制是高度可逆的，從而使得超級電統(tǒng)等。與其他儲能方式相比，超級電容器不僅具有容器擁有成百上千次、甚至百萬次的充放電壽命。工作溫度范圍寬、系統(tǒng)設(shè)計(jì)靈活方便、儲能效率高超大的碳電極表面積和極小的電荷間隔距離使得和無環(huán)境污染等優(yōu)點(diǎn)，而且在功率密度和充放電速超級電容器相對于傳統(tǒng)電容器而言具有更加出眾——————————————————————————

8、—收稿日期：2015-03-09基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（51177047）·49·2015年第3期電力電容器與無功補(bǔ)償?shù)?6卷的電容量［3-4］。1.3超級電容器儲能系統(tǒng)以Maxwell公司的48V超級電容器為例，對部儲能系統(tǒng)電路主要由3部分構(gòu)成，即超級電容分參數(shù)包括功率密度、