等效電路模型參數(shù)在線辨識(共14頁)

1、第四章 等效電路模型(mxng)參數(shù)在線(zi xin)辨識(bin sh)通過第三章函數(shù)擬合的方法可以確定釩電池等效電路模型中的參數(shù)，但是在實(shí)際運(yùn)行過程中模型參數(shù)隨著工作環(huán)境溫度、充放電循環(huán)次數(shù)、SOC等因素發(fā)生變化，根據(jù)離線試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算得到的參數(shù)值估算電池SOC可能會造成較大的估計(jì)誤差。因此，在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，應(yīng)對釩電池等效電路模型參數(shù)進(jìn)行在線辨識，做出實(shí)時(shí)修正，提高基于模型估算SOC的精度。4.1 基于遺忘因子的最小二乘算法參數(shù)辨識是根據(jù)被測系統(tǒng)的輸入輸出來，通過一定的算法，獲得讓模型輸出值盡量接近系統(tǒng)實(shí)際輸出值的模型參數(shù)估計(jì)值。根據(jù)能否實(shí)時(shí)辨識系統(tǒng)的模型參數(shù)，可以將常用的參數(shù)辨識方法分為離

2、線和在線兩類，離線辨識只能在數(shù)據(jù)采集完成后進(jìn)行，不能對系統(tǒng)模型實(shí)時(shí)地在線調(diào)整參數(shù)，對于具有非線性特性的電池系統(tǒng)往往不能得到滿意的辨識結(jié)果；在線辨識方法一般能夠根據(jù)實(shí)時(shí)采集到的數(shù)據(jù)對系統(tǒng)模型進(jìn)行辨識，在線調(diào)整系統(tǒng)模型參數(shù)。常用的辨識方法有最小二乘法、極大似然估計(jì)法和Kalman濾波法等。因最小二乘法原理簡明、收斂較快、容易理解和掌握、方便編程實(shí)現(xiàn)等特點(diǎn)，在進(jìn)行電池模型參數(shù)辨識時(shí)采用了效果較好的含遺忘因子的遞推最小二乘法。4.1.1 批處理最小二乘法簡介假設(shè)被辨識的系統(tǒng)模型：（4- SEQ （4- * ARABIC 1） 其相應(yīng)的差分方程為：（4- SEQ （4- * ARABIC 2）若考慮被辨

3、識系統(tǒng)或觀測信息中含有噪聲，則被辨識模型式（4-2）可改寫為：（4- SEQ （4- * ARABIC 3）式中，為系統(tǒng)輸出量的第次觀測值；為系統(tǒng)輸出量的第次真值，為系統(tǒng)輸出量的第次真值；為系統(tǒng)的第個(gè)輸入值，為系統(tǒng)的第個(gè)輸入值；為均值為0的隨機(jī)噪聲。令：（4- SEQ （4- * ARABIC 4）則式（4-3）可變換(binhun)為：（4- SEQ （4- * ARABIC 5）式中，為待估參數(shù)(cnsh)。令，則有于是(ysh)，式（4-5）的矩陣形式為（4- SEQ （4- * ARABIC 6）最小二乘法的思想就是尋找一個(gè)的估計(jì)值，使得各次測量的與由估計(jì)確定的測量估計(jì)之差的平方和最小

4、，即（4- SEQ （4- * ARABIC 7）使的估計(jì)值記作，稱作參數(shù)的最小二乘估計(jì)，其值為（4- SEQ （4- * ARABIC 8）最小二乘估計(jì)雖然不能滿足式（4-6）中的每個(gè)方程，使每個(gè)方程都有偏差，但是它使所有方程偏差的平方和達(dá)到最小，兼顧了所有方程的近似程度，使整體誤差達(dá)到最小，有利于抑制測量誤差。4.1.2 遞推最小二乘法簡介前面給出的批處理最小二乘法是擬合工具箱進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合遵循的基本原理，可以進(jìn)行簡單的離線辨識。若每次處理的數(shù)據(jù)量較大，應(yīng)用批處理最小二乘法時(shí)，不僅占用內(nèi)存大，而且不能用于參數(shù)在線實(shí)時(shí)估計(jì)。而電池系統(tǒng)是強(qiáng)非線性系統(tǒng)，其參數(shù)受工作狀態(tài)影響較大，需要利用輸入輸出數(shù)

5、據(jù)在線估計(jì)模型參數(shù)。為了減少計(jì)算量，減少數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中所占的內(nèi)存，更為了能夠?qū)崟r(shí)地辨識出電池系統(tǒng)的特性，在用最小二乘法進(jìn)行參數(shù)估計(jì)時(shí)，把它轉(zhuǎn)化成參數(shù)遞推的估計(jì)。所謂(suwi)參數(shù)(cnsh)遞推估計(jì)(gj)算法就是當(dāng)辨識系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)，每獲得一次新的觀測數(shù)據(jù)后，就是在上次估計(jì)結(jié)果的基礎(chǔ)上，利用新引入的觀測數(shù)據(jù)對上次估計(jì)的結(jié)果，根據(jù)遞推參數(shù)進(jìn)行修正，從而遞推地得到新的參數(shù)估計(jì)值。因此，遞推最小二乘算法 (Recursive Least Squares，RLS)能夠隨著新的觀測數(shù)據(jù)的逐次引入，一次接著一次進(jìn)行參數(shù)估計(jì)，直到參數(shù)估計(jì)值達(dá)到滿意的精確程度，其基本思想可以概括為：新的估計(jì)值=舊的估計(jì)值+

6、修正項(xiàng)（4- SEQ （4- * ARABIC 9）即新的估計(jì)值是在舊的估計(jì)值的基礎(chǔ)上，利用新的觀測數(shù)據(jù)對舊的估計(jì)值進(jìn)行修正而得的。其具體實(shí)現(xiàn)如下：（4- SEQ （4- * ARABIC 10）式中，時(shí)刻的參數(shù)估計(jì)值等于時(shí)刻的參數(shù)估計(jì)值加上修正項(xiàng)，修正想正比于新息，其增益為，為數(shù)據(jù)協(xié)方差陣，是對稱的正定陣。要啟動(dòng)算法，必須為算法提供初始的和的初始值。一般任意假設(shè)，而令，這里為很大的正實(shí)數(shù)，為相應(yīng)維數(shù)的單位陣。遞推最小二乘法具有簡單實(shí)用、收斂可靠，且不需要驗(yàn)前統(tǒng)計(jì)知識等優(yōu)點(diǎn)，并且當(dāng)測量誤差為白噪聲時(shí)，遞推最小二乘估計(jì)是無偏的、一致的和有效的，但它也存在以下缺點(diǎn)：1.當(dāng)模型噪聲為有色噪聲時(shí)，遞推

7、最小二乘估計(jì)不是無偏的、一致的和有效的估計(jì)；2.遞推算法隨著數(shù)據(jù)的增長，會出現(xiàn)“數(shù)據(jù)飽和”現(xiàn)象。即隨著數(shù)據(jù)的增長，增益矩陣將逐漸趨于零，以致遞推算法失去修正能力，偏離真值。為了克服“數(shù)據(jù)飽和”現(xiàn)象，采用降低舊數(shù)據(jù)影響的辦法來修正該算法。針對電池系統(tǒng)的時(shí)變特性，在辨識算法中必須充分利用新數(shù)據(jù)所包含的信息，盡可能降低舊數(shù)據(jù)的影響，獲得跟蹤參數(shù)變化的實(shí)時(shí)估計(jì)。4.1.3 遺忘因子遞推最小二乘法簡介遺忘因子法就是為克服“數(shù)據(jù)飽和”現(xiàn)象和解決時(shí)變問題而提出的一種遞推辨識方法，其基本思想是對舊數(shù)據(jù)加遺忘因子，降低舊數(shù)據(jù)信息在矩陣中的占有量，增加新數(shù)據(jù)信息的含量。具體實(shí)現(xiàn)公式如下：（4- SEQ （4- *

8、 ARABIC 11）遺忘因子遞推最小二乘法的結(jié)構(gòu)(jigu)和計(jì)算流程與遞推最小二乘法基本一致，且初始狀態(tài)的賦值與遞推最小二乘算法一樣。但遺忘因子的取值對算法的性能會產(chǎn)生直接影響，當(dāng)取值較大(jio d)時(shí)，算法的跟蹤能力下降，魯棒性增強(qiáng)；當(dāng)取值較小時(shí)，算法的跟蹤能力增強(qiáng)，魯棒性下降，對噪聲(zoshng)更為敏感。一般情況下，的取值范圍在0950.99之間為宜。4.2 被辨識的數(shù)學(xué)模型為了利用最小二乘法對釩電池等效電路進(jìn)行在線辨識，對第三章提出的改進(jìn)RC模型，建立其數(shù)學(xué)方程，得到如下關(guān)系式： （4- SEQ （4- * ARABIC 12）通分并整理得：（4- SEQ （4- * ARAB

9、IC 13）令：（4- SEQ （4- * ARABIC 14）代入式（4-9）得：（4- SEQ （4- * ARABIC 15）由于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣時(shí)間為1s，因此可令：（4- SEQ （4- * ARABIC 16）代入式（4-4）得系統(tǒng)的差分方程：（4- SEQ （4- * ARABIC 17）經(jīng)整理得：（4- SEQ （4- * ARABIC 18）繼續(xù)(jx)化簡得：（4- SEQ （4- * ARABIC 19）然后(rnhu)令：（4- SEQ （4- * ARABIC 20）則有：（4- SEQ （4- * ARABIC 21）式（4-21）就是適合計(jì)算機(jī)處理的釩電池(di

10、nch)改進(jìn)的RC電路數(shù)學(xué)模型，式中、和是可以直接測量的電壓和電流數(shù)據(jù)，和是根據(jù)電池的SOC-OCV曲線獲得的開路電壓。然后再根據(jù)式（4-14）和式（4-20）可求得：（4- SEQ （4- * ARABIC 22）至此，可以利用含遺忘因子的遞推最小二乘法求解出、和。4.3 基于遺忘因子遞推最小二乘法的電池參數(shù)辨識仿真4.3.1 電池模型參數(shù)辨識步驟 4.3.2 雙向變換器小信號動(dòng)態(tài)模型雙向DC/DC變換器是非線性電路，當(dāng)它運(yùn)行在某一穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)附近時(shí)，DC/DC變換器的實(shí)際輸出中包含了直流和低頻的調(diào)制頻率電壓，還包括開關(guān)頻率及其變頻帶、開關(guān)頻率諧波及其變頻帶等分量 REF _Ref383006

11、230 h * MERGEFORMAT 59。當(dāng)開關(guān)頻率及其諧波分量幅度較小時(shí)，開關(guān)頻率諧波及其變頻帶可以忽略，此時(shí)電路狀態(tài)變量的小信號擾動(dòng)量之間的關(guān)系呈現(xiàn)線性特性，這時(shí)就可以把它當(dāng)作線性系統(tǒng)來近似，這就是小信號建模的概念。當(dāng)然，在使用這種方法建模時(shí)，需要注意兩個(gè)約束條件：一是這里所說的小信號擾動(dòng)必須是“低頻小擾動(dòng)”，其擾動(dòng)頻率則需在開關(guān)頻率的1/51/2以下，擾動(dòng)幅度要遠(yuǎn)小于穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)的變量值；二是在建模過程中忽略了開關(guān)頻率相關(guān)的分量，因而其電壓電流的解中亦不包含這些分量。鑒于狀態(tài)空間平均法計(jì)算方法較復(fù)雜，而且不夠直觀，本文采用平均開關(guān)模型法，通過電路變換得到直觀的模型。以超級(choj)電

12、容器所連接的雙向DC/DC變換器為例，建立其小信號動(dòng)態(tài)(dngti)模型，其中超級電容器采用RC等效電路模型(mxng)。一個(gè)DC/DC變換器可以依據(jù)元件的性質(zhì)分割成兩部分，即線性部分和非線性部分，在某種程度上可以進(jìn)行疊加分析，關(guān)鍵是將非線性部分變換成線性定常電路 REF _Ref383006230 h * MERGEFORMAT 59。當(dāng)雙向DC/DC工作于Boost模態(tài)時(shí)，超級電容器作為低壓側(cè)電源，向母線供電，其內(nèi)阻Res不能忽略，等效電路如 REF _Ref384676652 h * MERGEFORMAT 圖4-10所示：圖4- SEQ 圖4- * ARABIC 11 Boost變換器

13、拓?fù)溆?REF _Ref384676652 h * MERGEFORMAT 圖4-10中可知，Boost變換器就是由虛線框中的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)和其余的線性電路組成的，這里將開關(guān)電路用二端口網(wǎng)絡(luò)來表示，并定義其端口等效輸入電壓、電流和輸出電壓、電流四個(gè)變量分別為v1(t)、i1(t)、v2(t)、i2(t)，如 REF _Ref384676689 h * MERGEFORMAT 圖4-11(a)所示。 (a)二端口開關(guān)網(wǎng)絡(luò) (b)受控源代替開關(guān)網(wǎng)絡(luò)圖4- SEQ 圖4- * ARABIC 12開關(guān)網(wǎng)絡(luò)與受控源等效變換對于Boost變換器，v1(t)為電感電流，v2(t)為輸出電容電壓。將開關(guān)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行變換

14、，用受控源代替開關(guān)器件，得到如 REF _Ref384676689 h * MERGEFORMAT 圖4-11(b)所示拓?fù)洹Ｓ捎谑芸卦此碜兞渴侵芷谧兓?，因此要?REF _Ref384676689 h * MERGEFORMAT 圖4-11中(a)、(b)所示的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)完全等效，則要應(yīng)用開關(guān)周期平均的概念對二端口網(wǎng)絡(luò)作周期平均計(jì)算，這里引入開關(guān)平均算子的定義：(4-8)式中：x(t)是變換器中某變量(binling)，T為開關(guān)(kigun)周期。對變換器的電流、電壓等變量進(jìn)行開關(guān)周期平均運(yùn)算后，將保留(boli)原信號的低頻部分，濾除開關(guān)頻率及其變頻帶、開關(guān)頻率諧波及其變頻帶等分量，運(yùn)

15、算后的變量仍滿足其相關(guān)電路方程。將電路中電流、電壓和占空比等變量作開關(guān)周期平均運(yùn)算并引入低頻小擾動(dòng)，令：(4-9)式中：D為開關(guān)導(dǎo)通占空比，T為開關(guān)周期，上式4-9中受控源的電壓、電流表達(dá)式可展開為： (4-10)(4-11)由于是小信號擾動(dòng)，因此式4-10、式4-11中的二次項(xiàng)和可以略去，這樣就可將其表示為如 REF _Ref384676750 h * MERGEFORMAT 圖4-12(a)所示的僅含線性成分的受控源電路形式，進(jìn)而得到Boost變換器的小信號等效電路模型。整個(gè)推導(dǎo)過程是通過電路的變換完成，得到的結(jié)果與狀態(tài)空間平均法一致，但是更加地簡潔明了。為了讓電路參數(shù)意義更明晰，可進(jìn)一步

16、用理想變壓器替代受控源，則得到如 REF _Ref384676750 h * MERGEFORMAT 圖4-12(b)所示的等效電路。(a)用受控源表示(biosh)的Boost小信號(xnho)電路 (b)用變壓器表示(biosh)的Boost小信號電路圖4- SEQ 圖4- * ARABIC 13基于開關(guān)平均模型的Boost變換器小信號等效電路雙向DC/DC控制的實(shí)質(zhì)就是對開關(guān)占空比的調(diào)節(jié)，因此系統(tǒng)的控制量為占空比d(t)，通常以電感電流、電容電壓為狀態(tài)變量，輸出變量則為變換器的輸出電壓和電流。在平均開關(guān)小信號模型中，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了各變量間的解耦，因此，通過解析小信號電路，就能得到控制設(shè)計(jì)所需

17、要的傳遞函數(shù)。將電路方程進(jìn)行拉式變換，便得到了s域的傳遞函數(shù)。在一定的輸入電壓條件下，狀態(tài)量至控制量d的傳遞函數(shù)為：(4-12)在固定的占空比條件下，狀態(tài)變量至輸入電壓Vc的傳遞函數(shù)為：(4-13)根據(jù)相同的方法，可以得到雙向變換器Buck模式下的小信號等效電路，如 REF _Ref384676792 h * MERGEFORMAT 圖4-13所示。圖4- SEQ 圖4- * ARABIC 14雙向變換器Buck模態(tài)下小信號(xnho)等效電路同樣的，通過分析電路(dinl)可得到雙向變換器在Buck工作(gngzu)模態(tài)下狀態(tài)變量至控制量的傳遞函數(shù)為：(4-14)狀態(tài)變量至輸入量的傳遞函數(shù)為

18、： (4-15)從系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)小信號模型可以看出，當(dāng)雙向變換器工作于Buck模態(tài)時(shí)，輸出電壓和電感電流對控制的傳遞函數(shù)開環(huán)零極點(diǎn)均位于s域左半平面，與占空比無耦合關(guān)系，此時(shí)系統(tǒng)相當(dāng)于線性變換器，控制器的設(shè)計(jì)相對簡單；而當(dāng)雙向變換器工作于Boost模態(tài)時(shí)，占空比的變化影響系統(tǒng)傳遞函數(shù)的零極點(diǎn)，在電容電壓變化范圍較寬、負(fù)載波動(dòng)較大的應(yīng)用場合中，需要對變換器Boost模式的控制環(huán)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)地設(shè)計(jì)，以獲得較好的控制性能。4.4 混合儲能系統(tǒng)充放電控制策略雙向DC/DC變換器應(yīng)用于不同場合時(shí)對控制系統(tǒng)的要求不同，電壓控制和電流控制方式的動(dòng)態(tài)特性也各有特點(diǎn)。因此，針對蓄電池和超級電容器的特性差異和功率輸出特

19、點(diǎn)，需要設(shè)計(jì)不同的控制策略。4.4.1 蓄電池充放電控制算法在混合儲能系統(tǒng)中，蓄電池主要承擔(dān)平緩的波動(dòng)功率，但是對充電電流比較敏感，通常是采用三段式充電方式，即恒流、恒壓和涓流(jun li)充電。但在混合儲能系統(tǒng)工作時(shí)，蓄電池的充電過程不是連續(xù)的，其充電電流由系統(tǒng)狀態(tài)決定，因此蓄電池采取電流跟蹤控制方式，進(jìn)行恒壓限流充電。在蓄電池處于正常荷電狀態(tài)時(shí)，通過跟蹤管理單元的電流信號進(jìn)行充電，當(dāng)蓄電池達(dá)到規(guī)定的高荷電狀態(tài)時(shí)，則轉(zhuǎn)入恒壓充電階段。圖4- SEQ 圖4- * ARABIC 15蓄電池控充放電控制(kngzh)框圖根據(jù)功率控制系統(tǒng)的要求，蓄電池所承擔(dān)(chngdn)的功率較為平緩，為實(shí)現(xiàn)功

20、率的實(shí)時(shí)跟蹤，對蓄電池采用電流控制。雙向變換器處于不同模式時(shí)的傳遞函數(shù)不同，因此對充電和放電狀態(tài)設(shè)計(jì)不同的控制環(huán)節(jié)，其控制框圖如 REF _Ref384676829 h * MERGEFORMAT 圖4-14所示。其中，蓄電池的電流參考信號由功率給定與其當(dāng)前端電壓的比值得到，通過限幅環(huán)節(jié)作為電感電流基準(zhǔn)；Gm(s)為PWM環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)，可表示為1/Vm，Vm為載波的峰值；Gboid(s)為電感電流信號至控制信號的的傳遞函數(shù)，上一節(jié)中已得到其解析式；H(s)為電感電流的采樣環(huán)節(jié)，一般采用典型的分壓網(wǎng)絡(luò)；Gboi1(s)和Gboi2(s)分別為放電和充電狀態(tài)時(shí)的電流環(huán)校正函數(shù)。將上述環(huán)節(jié)結(jié)合在一

21、起，就得到了控制系統(tǒng)原始回路的增益函數(shù)為(4-16)而一般原始回路增益函數(shù)無法滿足系統(tǒng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)要求，需要加入補(bǔ)償環(huán)節(jié)Gboi(s)來改善系統(tǒng)性能。這樣系統(tǒng)的開環(huán)增益就變成：(4-17)補(bǔ)償環(huán)節(jié)可以通過頻域分析法來設(shè)計(jì)，目的是使傳遞函數(shù)的幅頻特性滿足一定的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)指標(biāo)，根據(jù)電流環(huán)的特點(diǎn)，本文采用如式4-18所示的PID補(bǔ)償環(huán)節(jié)，該補(bǔ)償環(huán)節(jié)具有超前-滯后特性，能夠能夠提高系統(tǒng)的靜態(tài)性能和穩(wěn)定性。(4-18)式中：Kcm為補(bǔ)償增益，z、L為補(bǔ)償零點(diǎn)，z為補(bǔ)償極點(diǎn)。4.4.2 超級(choj)電容器充放電控制算法超級電容器主要承擔(dān)高頻的功率波動(dòng)和穩(wěn)定母線電壓的任務(wù)，對于控制環(huán)節(jié)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能要求

22、較高。因此，超級電容器充電時(shí)采用電流控制，參考電流由混合儲能(ch nn)功率與蓄電池的功率差值自然調(diào)整；在放電時(shí)，為了穩(wěn)定母線電壓，同時(shí)避免高頻功率信號計(jì)算所帶來的時(shí)間滯后和信號采樣失真，采用電壓電流(dinli)雙閉環(huán)控制策略，讓超級電容器自動(dòng)承擔(dān)儲能系統(tǒng)與蓄電池的功率差值，典型的雙閉環(huán)控制策略如下 REF _Ref384676863 h * MERGEFORMAT 圖4-15所示。圖4- SEQ 圖4- * ARABIC 16電壓電流雙閉環(huán)控制框圖 REF _Ref384676863 h * MERGEFORMAT 圖4-15中，外環(huán)為母線電壓環(huán)，其作用是保持輸出電壓穩(wěn)定并給定電流信號，

23、內(nèi)環(huán)為電感電流環(huán)，它能夠加快電流的跟蹤速度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。其中，Gbov(s)為電壓環(huán)校正環(huán)節(jié)，Gboi(s)為電流環(huán)校正環(huán)節(jié)，兩者采用常用的PI補(bǔ)償環(huán)節(jié)；Gbovi(s)為輸出電壓至電感電流的傳遞函數(shù)，由上一節(jié)的小信號模型分析得到，Hi(s)和Hv(s)分別為電感電流和電容電壓的采樣函數(shù)。超級電容器工作于充電狀態(tài)時(shí)，如果直接進(jìn)行恒壓充電，則超級電容器相當(dāng)于短路，電流會非常大，可能損壞開關(guān)器件。因此，在電壓環(huán)中加入一個(gè)飽和限幅環(huán)節(jié)，在超級電容器電壓沒有達(dá)到設(shè)定值時(shí)，電壓環(huán)不起作用，此時(shí)相當(dāng)于進(jìn)行電流控制，當(dāng)超級電容器電壓上升至額定電壓時(shí)，就轉(zhuǎn)為恒壓充電，超級電容器充電控制環(huán)節(jié)如 REF _R

24、ef384676906 h * MERGEFORMAT 圖4-16所示。圖4- SEQ 圖4- * ARABIC 17超級電容器充電控制環(huán)節(jié)圖4- SEQ 圖4- * ARABIC 18引入前饋信號(xnho)的超級(choj)電容器雙閉環(huán)控制環(huán)節(jié)超級電容器主要承擔(dān)高頻的功率波動(dòng)，因此放電時(shí)其輸出功率信號波動(dòng)較大。本文引入與參考功率相關(guān)的電流信號作為前饋量，參與到電流內(nèi)環(huán)的控制中，由于電流內(nèi)環(huán)的截止頻率高于電壓外環(huán)，能夠進(jìn)一步加快變換器對于(duy)功率信號的響應(yīng)，改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能。雙向變換器工作于Boost狀態(tài)時(shí)傳遞函數(shù)相對復(fù)雜，而且負(fù)載變化范圍較寬，在設(shè)計(jì)補(bǔ)償環(huán)節(jié)時(shí)裕量要按照極限工作條件

25、計(jì)算。雙向變換器Boost狀態(tài)下控制環(huán)節(jié)如 REF _Ref384676939 h * MERGEFORMAT 圖4-17所示。通過本文所給出的充放電控制方法，可以對蓄電池和超級電容器的充放電進(jìn)行合理、精確的控制，在滿足混合儲能功率吞吐要求的同時(shí)能夠穩(wěn)定母線電壓，保證了系統(tǒng)的有效運(yùn)行。4.5 系統(tǒng)仿真驗(yàn)證為了驗(yàn)證所提出的混合儲能能量管理方案的有效性，在Matlab/Simulink平臺中搭建了如 REF _Ref385237101 h * MERGEFORMAT 圖4-18所示的基于超級電容器-蓄電池混合儲能的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)模型，圖4- SEQ 圖4- * ARABIC 19 仿真系統(tǒng)模型其

26、中母線電壓設(shè)置為100V，儲能系統(tǒng)仿真參數(shù)如表4-1所示。表4- SEQ 表4- * ARABIC 1系統(tǒng)仿真參數(shù)儲能設(shè)備額定電壓/V額定電流/A容量電感/mH濾波電容/F開關(guān)頻率/kHz內(nèi)阻/蓄電池組4820200/Ah0.6800200.20超級電容器組48300900/F0.051000200.02本文選取(xunq)了典型時(shí)段的光伏電池(dinch)功率作為(zuwi)仿真樣本，光伏系統(tǒng)發(fā)電功率在01800W隨機(jī)波動(dòng)，如 REF _Ref384888834 h * MERGEFORMAT 圖4-19中曲線P1所示，負(fù)載所需功率在800W1600W之間變化，其波形如 REF _Ref384888834 h * MERGEFORMAT 圖4-19中曲線P2所示。則在仿真時(shí)間內(nèi)，混合儲能系統(tǒng)所需吞吐的功率為兩者之差，如 REF _Ref384888834 h * MERGEFORMAT 圖4-19中曲線P3所示。經(jīng)過濾波算法后，功率控制系統(tǒng)有效地區(qū)分了高頻和低頻功率，蓄電池的所承擔(dān)的功率較平緩，如 REF _Ref384888914 h * MERGEFORMAT 圖4-