混合電源能量管理系統(tǒng)建模與控制策略研究.pdf

1、燃料電池能源同傳統(tǒng)化學(xué)能源相比具有較高的能量轉(zhuǎn)換率，使用起來也更加節(jié)能，不會(huì)污染環(huán)境，同時(shí)存在動(dòng)態(tài)響應(yīng)不足的缺點(diǎn)?；旌想娫聪到y(tǒng)相比單一的電源系統(tǒng)有更好的性能，更高的能量利用率，是當(dāng)前能源研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。合理的能量管理系統(tǒng)能顯著提高混合電源系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)相應(yīng)以及系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換效率。針對(duì)這個(gè)問題，本文展開了對(duì)電源模型、混合電源系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、工作模式及其控制策略的研究，主要內(nèi)容如下：
　　介紹了燃料電池、超級(jí)電容以及電池的模型，分析了其工作

2、特性，對(duì)其輸出特性有了更直觀的認(rèn)識(shí)，超級(jí)電容功率密度高，輸出動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，電池能量密度大，能儲(chǔ)存更多能量；對(duì)不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，直流母線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單、便于實(shí)現(xiàn)；并最終確定了混合系統(tǒng)中每個(gè)電源的工作模式以及總體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；建立了DC/DC變換器的交流小信號(hào)數(shù)學(xué)模型，DC/DC變換器的工作模式直接控制著混合電源系統(tǒng)的工作狀態(tài)，在此基礎(chǔ)上繪制了等效電路，對(duì)DC/DC變換器的控制系統(tǒng)有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。
　　分析比例-積分-微分控制器的工作原

3、理，基于數(shù)字PID控制算法，建立了PID控制器的模型；在混合電源和DC/DC變換器模型的基礎(chǔ)上，搭建了基于PID控制的混合電源能量管理系統(tǒng)的MATLAB/Simulink仿真模型；在模擬相應(yīng)負(fù)載的條件下進(jìn)行仿真，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。
　　針對(duì)基于PID控制的混合電源系統(tǒng)魯棒性較高，且動(dòng)態(tài)響應(yīng)不夠快的特點(diǎn)，研究了基于規(guī)則的控制策略，邏輯門限和模糊邏輯控制策略。為基于邏輯門限的控制策略設(shè)定了相應(yīng)的控制規(guī)則，規(guī)定混合電源系統(tǒng)的工作模式，