[發明專利]一種超級電容儲能系統有效容量估算方法及系統

在審

• 申請號: 202211053360.9
• 申請日: 2022-08-31
• 公開（公告）號: CN115561636A
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發明（設計）人: 張海亮;郭浩誠;楊中平;林飛;鐘志宏;米佳雨;孫湖;方曉春
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/396
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 甄蒙蒙

本發明提供的一種超級電容儲能系統有效容量估算方法及系統，該方法包括：建立超級電容單體的非線性電氣模型及超級電容系統等效電氣模型；對超級電容單體進行充電測試，獲取第一測試數據；基于第一測試數據，通過預設算法對超級電容單體的非線性電氣模型參數進行初值設定；利用最小二乘法對超級電容的非線性電氣模型進行參數辨識；獲取超級電容系統等效電氣模型除連接電阻參數外的其他電氣參數，對超級電容系統進行充電測試，獲得連接電阻參數，并基于參數辨識后的超級電容系統等效電氣模型，估算超級電容儲能系統有效容量。通過實施本發明，使得超級電容儲能系統有效容量估算準確性更高。

技術領域

本發明涉及超級電容儲能領域，具體涉及一種超級電容儲能系統有效容量估算方法及系統。

背景技術

超級電容儲能系統用于解決城軌列車制動能量回收問題已成為熱點。超級系統的可用容量制約著超級電容儲能系統的節電量。目前，超級電容的可用電量采用電阻和電容串聯的等效電路，利用容量計算公式進行估算，忽略了超級電容在全電壓范圍內的容值變化以及超級電容的容值和電壓的非線性特性。該簡單的有效容量估算將大大降低了超級電容儲能系統的節電量，造成了單位節電量的設備成本上升。

發明內容

因此，本發明要解決的技術問題在于克服現有技術中有效容量估算過于簡單，而造成單位節電量的設備成本上升的缺陷，從而提供一種超級電容儲能系統有效容量估算方法及系統。

第一方面，本發明實施例提供一種超級電容儲能系統有效容量估算方法，包括：

建立超級電容單體的非線性電氣模型及超級電容系統等效電氣模型；

對超級電容單體進行充電測試，獲取第一測試數據；

基于所述第一測試數據，通過預設算法對超級電容單體的非線性電氣模型參數進行初值設定；

利用最小二乘法對超級電容單體的非線性電氣模型進行參數辨識，獲得準確參數的非線性電氣模型；

獲取超級電容系統等效電氣模型除連接電阻參數外的其他電氣參數，對超級電容系統進行充電測試，獲得連接電阻參數，并基于參數辨識后的超級電容系統等效電氣模型，估算超級電容儲能系統有效容量。

可選地，所述超級電容單體的非線性電氣模型為兩支路電氣模型，所述超級電容單體的非線性電氣模型，包括：連接電阻、第一支路及第二支路，其中，

所述第一支路與所述第二支路并聯連接后與所述連接電阻串聯連接；

所述第一支路包括第一電阻、第一電容及壓控電容，所述第一電容與所述壓控電容并聯后與所述第一電阻串聯連接；

所述第二支路包括第二電阻及第二電容，所述第二電阻與所述第二電容串聯連接。

可選地，所述基于所述第一測試數據，通過預設算法對超級電容單體的非線性電氣模型參數進行初值設定，包括：

對超級電容單體進行恒流充電；

當充電時間達到第一預設時間時，測量超級電容單體兩端電壓為第一電壓；

根據所述第一電壓及恒流充電電流計算所述第一電阻的參數初值；

當監測到超級電容單體充電至第二電壓時，記錄超級電容單體恒流充電時間為第二預設時間；

根據所述第一預設時間、所述第二預設時間、所述第一電壓、所述第二電壓及恒流充電電流計算所述第一電容的參數初值。

可選地，所述基于所述第一測試數據，通過預設算法對超級電容單體的非線性電氣模型參數進行初值設定，還包括：

當監測到超級電容單體充電至額定電壓時，結束充電，記錄超級電容單體恒流充電時間為第三預設時間；