太阳能空气动力艇混合储能装置中能量管理系统的设计与仿真研究

摘要

船舶电力推进系统在实际运用中具有明显优势,单一能量型储能装置难以有效应对其中分布式发电单元的输出功率间歇性和负载功率变化随机性波动的情况,给电网稳定运行带来了较大挑战.将锂电池和超级电容通过高执行效能的能量管理策略集合成混合储能装置,则能够很好地解决这一问题.论文通过引入对两种储能装置的充放电过程协调控制的逻辑环节,设计形成完善的四级联动式能量管理系统,建立基于MATLAB/Simulink的太阳能空气动力艇电力推进系统和混合储能装置的能量管理系统的仿真模型,分别对混合储能装置的充放电功率响应、内部功率分配、状态参数控制以及辐照强度同步变化的过程进行数据分析.研究结果表明:混合储能装置充放电控制的最大超调量低于30％,对负载波动的最大调节响应时间小于2.5 s,锂电池持续放电输出功率波动小于5％、放电电压变化率在3.5％以内,超级电容器能够实现对负载功率波动高频分量的瞬时响应.