一种适用于复合储能系统的海绵电容能量管理方法技术方案

本发明专利技术公开了属于复合储能技术领域的一种适用于复合储能系统的海绵电容能量管理方法。复合储能系统包括可充电化学电池和超级电容组成能量储存模块和具有微控制器的能量管理模块组成；可充电化学电池和超级电容分别具有能量密度高和功率密度高的特点。本发明专利技术就是充分利用两者的优点，以超级电容作为功率缓冲器件，保证化学电池的充放电功率保持在较低的水平。其原理是在外界能量收集功率较大时，电容吸收多余的能量，保证电池不被过充；在外界能量收集功率较小时，电池以小功率对电容充电使得电容电量保持在一个合理的水平，保护电池不被过放。本发明专利技术可延长复合储能系统的寿命，能够应用于环境自供能无线传感节点，能量收集微电网等领域。

A sponge capacitor energy management method for composite energy storage system

【技术实现步骤摘要】
一种适用于复合储能系统的海绵电容能量管理方法
本专利技术属于复合储能
，特别涉及一种适用于复合储能系统的海绵电容能量管理方法。
技术介绍
随着化石能量的日益枯竭，能源问题成为当前社会需要解决的紧迫问题。在这种背景下，包括我国在内的许多国家都在大力发展各种可再生能源，如太阳能、风能、潮汐能等等。近年来，太阳能、风能等新型能源技术取得了巨大的发展和进步，在我国能源结构中所占比例逐步加大。然而，这些清洁的环境能源受天气、位置影响大，具有不稳定的特点。为了使得收集到的环境能量得到更好的利用，在许多场合都需要储能系统将这些能量先储存起来，然后为负载平稳地供能。现有的储能技术主要可以分为以锂电池为代表的能量型器件和以超级电容为代表的功率型器件。其中，锂电池具有能量密度大、功率密度小、循环寿命短的特点，而超级电容具有能量密度小、功率密度大、循环寿命长的特点。为了弥补各自的不足，出现了由锂电池和超级电容组成的复合储能系统。在复合储能系统中，需要能量管理模块以及相应的能量管理方法对系统能量进行合理分配，才能充分发挥两种储能器件的优点。专利C本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于复合储能系统的海绵电容能量管理方法；所述复合储能系统包括可充电化学电池和超级电容组成能量储存模块和具有微控制器的能量管理模块组成；该可充电化学电池和超级电容即后面简称的电池和电容；复合储能系统将收集到的包括太阳能、风能、潮汐能和机械振动能的环境能量，并储存在能量储存模块中；通过能量管理模块为负载稳定地提供能量，即所谓的海绵电容能量管理；其特征在于，所述海绵电容能量管理包括以下步骤：/n(1)能量管理模块采集小型负载用电信息、外界能源收集情况以及能量存储模块储电器件的当前状态；/n(2)计算整个系统的功率需求P

【技术特征摘要】
1.一种适用于复合储能系统的海绵电容能量管理方法；所述复合储能系统包括可充电化学电池和超级电容组成能量储存模块和具有微控制器的能量管理模块组成；该可充电化学电池和超级电容即后面简称的电池和电容；复合储能系统将收集到的包括太阳能、风能、潮汐能和机械振动能的环境能量，并储存在能量储存模块中；通过能量管理模块为负载稳定地提供能量，即所谓的海绵电容能量管理；其特征在于，所述海绵电容能量管理包括以下步骤：
(1)能量管理模块采集小型负载用电信息、外界能源收集情况以及能量存储模块储电器件的当前状态；
(2)计算整个系统的功率需求Pdemand＝Pload-Pharvest，其中Pload为负载的功率需求，Pharvest为外界收集到的能量，并判断系统充放电状态，Pdemand＜0时系统处于充电状态，Pdemand＞0时系统处于放电状态；
(3)根据步骤(2)的判断结果，能量管理模块执行管理操作步骤包括：
3.1在放电状态下，即Pdemand＞0，转到步骤(4)；
3.2在充电状态下，即Pdemand＜0，转到步骤(5)；
(4)判断当前电容的电压VSC和aVmax之间的关系，其中a为电压判断参数，Vmax为电容充满时电压；其结果判断执行以下步骤：
4.1在电容的状态为+1时，即VSC＞aVmax的状态，电容给电池的充电功率为Pbat＝-b，其中b为电池充电参数，且电容承担系统所需功率，即PSC＝Pdemand+b；
4.2在电容的状态为-1时，即VSC＜(a-0.1)Vmax的状态，电池给电容充电功率为Pbat＝c，其中c为电容充电参数，电容承担系统所需功率，即PSC＝Pdemand-c；
4.3在电容的状态为0时，即中间态，电池休息，即Pbat＝0，电容工作以满足系统所需功率，即PSC＝Pdemand；
(5)判断当前从外界收集到能量...

【专利技术属性】
技术研发人员：尤政，刘心志，王晓峰，戚南剑，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京;11