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超级电容器在独立光伏发电系统中的研究与应用_论文

2 o 1 5 . 1 9   超 级 电容器在独立光伏发 电系统 中的研究 与应用  詹 新生, 张 江伟  ( 徐 州工业职业技 术学院 ,江苏徐 州 , 2 2 1 1 4 0 )   摘要 : 对超 级电容器串联后 电压 、 容量 、 储 能大小情况进 行分析 , 介绍 电容器 串联实现均压 的几种方法 , 用实 际案例 说明超级  电容器在独立光伏发 电系统 中的应用 。   关键词 : 超级 电容器 ; 串联 ; 均压 ; 光伏发 电系统  Re s e a r c h  a nd   a p pl i c a t i on   o f   t he   s u pe r   c a pa c i t o r   i n  t he   s t a nd. . .   a l o ne   ph ot o vo l t a i c   po we r   g e n e r a t i o n   s y s t e m  Z h a n   X i n s h e n g , Z h a n   d i a n g w e i   ( X u z h o u   C o l l e g e   o f   I n d u s t r i a l   a n d   T e c h n o l o g y ,J i a n g s u   X u z h o u   2 2 1 1 4 0 )   Abs t r a c t: T h e   v o l t a g e , c a p a c i t y   a n d   s t o r a g e   c a p a c i t y  o f  t h e  s u p e r   c a p a c i t o r   s e r i e s  a r e  a n a l y z e d , a n d  s e v e r a l   m e t h o d s  f o r   r e a l i z i n g  t h e   a v e r a g e   p r e s s u r e   i n   s e r i e s  a r e  i n t r o d u c e d .T h e   a p p l i c a t i o n   o f  t h e  s u p e r  c a p a c i t o r   i n  t h e  s t a n d — a l o n e   p h o t o v o l t a i c   p o w e r   g e n e r a t i o n  s y s t e m   i S  i 1 l u s t r a t e d   w i t h   a   p r a c t i c a ]c a s e .   Ke y wo r ds :s u p e r   c a p a c i t o r: s e r i e s   c o n n e c t i o n: p r e s s u r e: P V  s y s t e m   光伏发 电在有 阳光 时才 能发 电, 晚上或阴雨天不能发 电或很  少 发电, 因此 , 在独立光伏发 电系统 中, 需使用储能装置将 太阳能  组 件发 出电储存 起来, 以便 保证负载 正常工作 。 最常用 的储 能装  置有铅酸 蓄电池 、 超级 电容器等。 铅酸蓄 电池具有使用寿命短、 对  单只 电容器的储存 能量为 :  (  :   2   串联 后 的 电容 器 储 存 能 量 为  :   x   f , )  =   r (   1 环境有污染 、 对环境温度要求高、 充 电时 间长等不足 。 而超 级电容  器不仅 具有工作 温度 范 围宽 、 系统设计灵 活、 储 能效率高和无环  境污染等优 点, 而且在功率密度和充放 电速度方面也 具有极强 的  优势 , 因此 应用越来越广泛 。   上式 说明, 虽然 串联 后的 电容 容量为 单体 电容 的 1 / n , 但 由  于总电压为单体 电容器 电压 的 n倍 , 所 以串联后的储存 能量为单  体 电容 器 存 储 容 量 的 n倍 。   2 超级 电容器 串联 的均压技术  超级 电容器在 串联使 用时 , 由于 单体 电容器 的结构和 参数  不可 能完全一致 , 导致 在充放电过程 中电容器上 的电压不完全一  1 超级 电容器的 串联  由 于超 级 电容 器 的 耐 压 通 常 为 3 V以 下 , 而 在 实 际使 用 时 工  出现欠 电压 和过 电压两种 不健康状况 。 过 电压将缩 短 电容器  作 电压 要 求 较 高 , 常 将 电容 器 串联 起 来 提 高 电压 从 而 满 足 系 统 工  致 , 的使 用 寿 命 , 严重 时会发生爆 炸 ; 处于欠 压状态 时, 容 量 不 能 很  作需要 。   设 n个耐压为 u 、 容量为 C的超级 电容器串联, 则  总 电压 为  U   = UI + U 2 +… + U   =n U   好 的利用 , 造 成资源浪费。 所 以, 超级 电容器 串联使用时 需加入均  压技术 , 提高电容器组的可 靠性和利用效率 , 延长使用寿命 。 根据  均压过程能量消耗与否, 分 能量 消 耗 型 和 能 量 转 移 型 。   即 串联 后 总 电压 为 每 个 单 体 电容 器 电压 的 n倍 。   2 . 1 能量消耗型均压  能量消耗 型均 压是将 电压较 高的单体 电容器 以热的形式消  耗在 电阻上或稳压管上 。   串联后 的电容为  (   :  +   十_ _ .   ”  2 . 1 . 1 并 联 电 阻法   并 联 电阻 法 电路 结 构 如 图 1 所示 , 直 接在 电 容器 两 端 并 上

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