【正文】 這個等效電路模型己經(jīng)被廣泛采用，事實證明，該模型能夠反映出超級電容器的基本物理特性，因此，本文在進(jìn)行超級電容器仿真及理論分析時均采用了該模型。EPR主要影響超級電容器的漏電流，從而影響電容器的長期儲能性能。C為超級電容器的等效電容量，是直接表征其儲電能力的參數(shù)，單位為法拉級。 圖1 超級電容器經(jīng)典等效電路模型其中，ESR(equivalent series resistance)為等效串聯(lián)電阻，EPR(equivalent parallel resistance)為等效并聯(lián)電阻，C為等效電容。目前，人們提出了不少超級電容器的應(yīng)用模型，如經(jīng)典德拜極化電池模型和Newman等人提出的傳輸線模型等。（1）超級電容器模型的選用實際上，超級電容器是一個復(fù)雜的阻容網(wǎng)絡(luò)，每一個支路都是由不同的電阻、電容以及相應(yīng)的特性時間常數(shù)組成。接下來還需要完成的是將搭建的雙閉環(huán)結(jié)構(gòu)結(jié)合主電路進(jìn)行其仿真。現(xiàn)階段完成了DC/DC變換器分別工作在buck、boost狀態(tài)下超級電容器充電、放電的仿真圖形即系統(tǒng)開環(huán)的仿真圖形。在雙閉環(huán)的設(shè)計中，首先研究的是超級電容器充電過程的實現(xiàn)，即在DC/DC變換器工作在buck狀態(tài)時對超級電容器先恒流充電,后恒壓的充電過程的設(shè)計?，F(xiàn)階段針對主要部分即超級電容器的充放電控制進(jìn)行研究，即對DC/DC變換器系統(tǒng)的控制策略的設(shè)計。設(shè)計了基于光伏供電、適于超級電容器充放電控制的雙向DC/DC變換器系統(tǒng)。五、主要參考文獻(xiàn) [1]Aewatert B，Cygan P J，Leung F C． Man portable poweneeds of the 21st century［J］． Power Sources，2000，91:27 36．[2] 廖志凌，阮新波. ,29(21):4652. [3] 汪娟華，范偉，張建成，阮軍鵬. ,24(2):14.[4] 溫鎮(zhèn),胡仁杰,[B],:913.[5] 涂煥雨,苑照軍,. 內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2009,(3):3335.[6] 王賢泉,[A]. 控制技術(shù),:5556. [7]劉建斌,易靈芝,王根平,顏志剛,李 [A]. 湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報,23(5):5559[8] 魯鴻毅, 何奔騰. ,2009,33(2):8791[9] Zhang Jiancheng. Research on Super Capacitor Storage System for Power Network [C]. PEDS 2005. Volume 2,.[10] 黃欣,張步涵. 基于EMTDC的超級電容器建模研究. 湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報,25(1):1014.[11] 楊惠,孫向東,鐘彥儒,陶柳英,張鵬程. 基于雙向 DC DC 變換器的超級電容器儲能系統(tǒng)研究[A]. 西安理工大學(xué)學(xué)報,2011,27(4):456460[12] 趙冉, 趙志英. 一種應(yīng)用于獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的復(fù)合式DC/ DC ,29(6):1924[13] 張慧妍,齊智平,[J].,25( 12) : 97 99．[14] Pacheco V M，F(xiàn)reitas L C，Vieira Jr J B，et al．A DCDC converteradequate for alternative supply system applications[C]．Seventeenth Annual APEC，Dallas，TX，USA，2002． [15] . 北京:國防工業(yè)出版社,2010 . 指導(dǎo)教師審閱簽字： 年 月附錄3燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）中期報告課題名稱：超級電容器儲釋能雙向變換器設(shè)計與仿真學(xué)院（系）： *** 年級專業(yè)： 08應(yīng)電2班 學(xué)生姓名： *** 指導(dǎo)教師： *** 完成日期： 201252 一、對畢業(yè)設(shè)計的進(jìn)展情況進(jìn)行說明，按開題報告中的要求，哪些部分已完成，哪些尚未完成。限制超級電容器發(fā)展的另一個因素是其能量密度還較低，與蓄電池相比還有一定的差距，此外，其端電壓較低，這些因素都限制了它還不能作為大規(guī)模的儲能裝置。在不斷擴(kuò)大的市場需求面前，超級電容器行業(yè)還處于起步階段，現(xiàn)有超級電容器產(chǎn)品還存在不完善之處，尋找能夠克服現(xiàn)有產(chǎn)品功能不足的新技術(shù)方案，提升產(chǎn)品性能，降低產(chǎn)品價格，拓寬產(chǎn)品在新領(lǐng)域的應(yīng)用，加強(qiáng)其與動力電池的合作才是超級電容器未來的發(fā)展趨勢和方向，尤其是其在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用更決定了其戰(zhàn)略價值，吸引了全球各主要國家投入大量的人力物力來研發(fā)。超級電容器的不斷發(fā)展，將帶動儲能裝置的不斷變化。超級電容器作為一種新型能源器件在光伏系統(tǒng)中的作用也越來越來突出。超級電容器應(yīng)用于分布式發(fā)電系統(tǒng)可以單獨(dú)儲能，也可以和其它儲能裝置進(jìn)行混合儲能。另外，超級電容器通過功率變換器可以實現(xiàn)無功功率補(bǔ)償、減少諧波等用途。超級電容器的快速充放電及瞬時大功率特性，使其在電壓補(bǔ)償及改善電網(wǎng)質(zhì)量方面發(fā)揮重要作用。超級電容器作為汽車儲能單元，可以較大地改善汽車啟動、制動性能，還能提高能量利用率，既節(jié)能又環(huán)保，因此，采用超級電容器作為電動車的動力電源將有很大發(fā)展前景，近年來，這方面的研究也取得了較大發(fā)展。而超級電容器具有超長使用壽命，且免維護(hù)，還有超級電容器的瞬時大功率特性在很多方面也發(fā)揮了很好的作用。另外，超級電容器在移動電話、對講機(jī)、筆記本電腦、電動玩具等方面具有應(yīng)用，并取得了不錯的效果。目前，超級電容器儲能技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)商業(yè)化，其應(yīng)用范圍概括如下幾個方面。近年來，由于大功率超級電容器在電動車、太陽能裝置、重型機(jī)械等領(lǐng)域所表現(xiàn)出的朝陽產(chǎn)業(yè)趨勢，許多發(fā)達(dá)國家都已把超級電容器項目作為國家重點研究和開發(fā)項目，超級電容器的國內(nèi)外市場正呈現(xiàn)出前所未有的蓬勃景象。由于它們的使用壽命非常長，可被應(yīng)用于終端產(chǎn)品的整個生命周期。因此超級電容器作為一種新型能源器件在光伏系統(tǒng)中的作用也越來越來突出。獨(dú)立光伏發(fā)電技術(shù)作為光伏發(fā)電的主要形式，限制其發(fā)展的主要是光伏電池和儲能裝置，而儲能裝置又是其主要部件。五、主要參考文獻(xiàn) [1]Aewatert B，Cygan P J，Leung F C． Man portable poweneeds of the 21st century［J］． Power Sources，2000，91:27 36． [2] 廖志凌，阮新波. ,29(21):4652. [3] 汪娟華，范偉，張建成，阮軍鵬. ,24(2):14. [4] 溫鎮(zhèn),胡仁杰,[B],:913 [5] 涂煥雨,苑照軍,. 內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2009,(3):3335 [6] 王賢泉,[A]. 控制技術(shù),:5556 [7]劉建斌,易靈芝,王根平,顏志剛,李 [A]. 湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報,23(5):5559[8] 魯鴻毅, 何奔騰. ,2009,33(2):8791[9] Zhang Jiancheng. Research on Super Capacitor Storage System for Power Network [C]. PEDS 2005. Volume 2,.[10] 黃欣,張步涵. 基于EMTDC的超級電容器建模研究. 湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報,25(1):1014.[11] 楊惠,孫向東,鐘彥儒,陶柳英,張鵬程. 基于雙向 DC DC 變換器的超級電容器儲能系統(tǒng)研究[A]. 西安理工大學(xué)學(xué)報,2011,27(4):456460[12] 趙冉, 趙志英. 一種應(yīng)用于獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的復(fù)合式DC/ DC ,29(6):1924[13] 張慧妍,齊智平,[J].,25( 12) : 97 99．[14] Pacheco V M，F(xiàn)reitas L C，Vieira Jr J B，et al．A DCDC converteradequate for alternative supply system applications[C]．Seventeenth Annual APEC，Dallas，TX，USA，2002． [15] 薛定宇, 陳陽泉. 基于Matlab/ Simulink 的系統(tǒng)仿真技術(shù)與應(yīng)用[M] . 北京: 清華大學(xué)出版社, 2002.六、指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日七、系級教學(xué)單位審核意見：審查結(jié)果： □ 通過 □ 完善后通過 □ 未通過 負(fù)責(zé)人簽字：年 月 日附錄2 燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）文獻(xiàn)綜述 課題名稱： 超級電容器儲釋能雙向變換器設(shè)計與仿真學(xué)院（系）： *** 年級專業(yè)： 08應(yīng)用電子2班 學(xué)生姓名： *** 指導(dǎo)教師： *** 完成日期： 2012年3月21日 一、 課題國內(nèi)外現(xiàn)狀能源枯竭與環(huán)境污染問題已是目前全世界面臨的重大問題，許多國家采取了提高能源利用率、改善能源結(jié)構(gòu)、探索新能源和可再生能源等措施，以達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目的。 采用PSPICE軟件構(gòu)造基于超級電容器儲能的光伏系統(tǒng)進(jìn)行仿真，仿真采用先恒流后恒壓的充電方式，根據(jù)仿真結(jié)果驗證設(shè)計模型的正確性。對超級電容器儲能單元進(jìn)行系統(tǒng)化設(shè)計，給出超級電容器直流儲能單元的設(shè)計流程。太陽能電池Boost升壓電路負(fù)載雙向buckboost 變 換 器 超級電容器MPPT先恒流后恒壓 圖11光伏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)太陽能電池通過一個Boost升壓電路向直流母線提供能量，Boost變換器采用了MPPT(最大功率點跟蹤)控制策略使太陽能電池始終處于最大功率點。 參考收集的數(shù)據(jù)和資料，對基于光伏發(fā)電系統(tǒng)的超級電容器的工作方法以及如何實現(xiàn)超級電容器充放電的控制方法進(jìn)行分析，并對其經(jīng)典模型進(jìn)行分析，選擇合適的器件，確定初步方案和控制策略。通過理論分析尋求適當(dāng)?shù)目刂品椒ㄕ{(diào)節(jié)系統(tǒng)運(yùn)行，確定超級電容器儲能系統(tǒng)配置的雙向DCDC功率電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)[1114],并進(jìn)行了仿真[15]。并對其系統(tǒng)進(jìn)行工作原理分析、控制策略設(shè)計、PSPICE仿真實現(xiàn)[315]。二、研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問題基本內(nèi)容：調(diào)研了解光伏發(fā)電系統(tǒng)中儲能單元的作用原理，掌握電容器充放電特性，建立或者選用設(shè)當(dāng)?shù)某夒娙菽Ｐ蚚310]。與傳統(tǒng)的單一充電模式相比 ,設(shè)計的充電控制方案能更大限度地利用光伏電池發(fā)出的電能[4]。它包括三種充電模式 ,即恒流充電模式、 恒功率充電模式及恒壓充電模式。 將超級電容器用于光伏發(fā)電系統(tǒng)可以更充分地利用超級電容器的特性。 超級電容器的儲能特性類似于蓄電池，但超級電容器與蓄電池相比，循環(huán)使用壽命長，功率密度高，充放電效率高，響應(yīng)時間快。傳統(tǒng)的能量存儲普遍采用鉛酸蓄電池彌補(bǔ)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)輸入能量的不穩(wěn)定性。但太陽能光伏發(fā)電的輸入能量極不穩(wěn)定，間歇性大，受時間和外部條件影響大。太陽能具有取之不盡、用之不竭等優(yōu)點，是理想的可再生能源。寫作畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)的過程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新的學(xué)習(xí)生活的開始。本文是在顧和榮導(dǎo)師的精心知道下完成的，從論文的選題、設(shè)計方案直至完成論文的整個過程中，都得到了顧老師的耐心細(xì)致的指導(dǎo)。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1] Aewatert B，Cygan P J，Leung F C． Man portable power needs of the 21st century［J］． Power Sources，2000，91:27 36．[2] 廖志凌，阮新波. ,29(21):4652.[3] 汪娟華，范偉，張建成，阮軍鵬. ,24(2):14.[4] 溫鎮(zhèn),胡仁杰,[B],:913[5] 涂煥雨,苑照軍,. 內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì),2009,(3):3335[6] 王賢泉,[A]. 控制技術(shù),:5556[7] 劉建斌,易靈芝,王根平,顏志剛,李 [A]. 湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報,23(5):5559[8] 魯鴻毅, 何奔騰. ,2009,33(2):8791[9] Frackowiak E, Jurewica K, Delpeux S. Nanotubular material for supercapacitors. Journal of Power Sources, 2003:9798[10] 黃欣,張步涵. 基于EMTDC的超級電容器建模研究. 湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報,25(1):1014[11] 楊惠,孫向東,鐘彥儒,陶柳英,張鵬程. 基于雙向 DC DC 變換器的超級電容器儲能系統(tǒng)研究[A]. 西安理工大學(xué)學(xué)報,2011,27(4):456460[12] 趙冉, 趙志英. 一種應(yīng)用于獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的復(fù)合式DC/ DC ,29(6):1924[13] 張慧妍,齊智平,[J].,25( 12) : 97 99．[14] Pacheco V M，F(xiàn)reitas L C，Vieira Jr J B，et al．A DCDC converteradequate for alternative supply system applications[C]．Seventeenth