《大規模儲能中混合型超級電容器單體失效特徵參數研究》是依託同濟大學，由韋莉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：大規模儲能中混合型超級電容器單體失效特徵參數研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：韋莉
- 依託單位：同濟大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
超級電容器是近年來迅速發展的適合於大規模儲能套用的新型儲能器件。目前針對超級電容器的研究熱點多集中在器件材料和製備方法上，而在大規模儲能套用中的基礎研究相對缺乏。超級電容器單體電壓較低，需要大量串聯來滿足儲能系統的電壓等級要求，若其中一個單體失效，將導致模組甚至整個儲能系統無法正常工作。本課題擬對混合型超級電容器單體失效特徵進行深入探討，在對混合型超級電容器機理分析的基礎上採用系統辨識的方法建立數學模型，揭示混合型超級電容器單體在各種工況下的失效特徵和參數變化規律，研究失效狀態診斷方法和失效判據，這對超級電容器在大規模儲能領域的套用有重要意義。本課題成果將構建一套適用於混合型超級電容器的實時性好、準確性高的單體失效特徵參數辨識與診斷方法，為進一步開發具有失效判斷和預警機制的超級電容器智慧型管理系統，實現混合型超級電容器的大規模可靠使用打下基礎。
結題摘要
結合大規模儲能模組套用背景，針對性地設計了研究混合型超級電容器電氣性能的直流綜合特性測試方案。提出了一種一階等效改進模型，通過電路分析論證了模型結構的有效性。使用差分進化算法辨識模型參數，試驗結果表明該模型能較準確地表征混合型超級電容器的非線性充放電特性，有利於單體特徵參數的多工況變化規律研究與模組不一致性仿真分析。研究了超級電容器的老化因素與耗盡失效特徵，在理論分析的基礎上，選用已商業化的超級電容器模組完成不同工況條件的特性測試，試驗結果體現了超級電容器的模型參數、脈衝功率、可用能量等特徵參數與老化應力因素的強相關性。基於綜合特性測試方案的大量非額定工況測試數據，研究了當前壽命狀態下不同工況的混合型超級電容器電氣性能。以等效改進模型參數與自放電剩餘電壓為例，通過回歸統計方式建立全工況範圍的多因素歸算模型。採用基於支持向量機的方法研究小樣本情況下的模型參數預測。研究了大規模儲能中，超級電容器的不一致性問題，提出了多項量化儲能器件不一致性的評價指標。提出了與大數據技術相結合的下一代超級電容器智慧型管理系統方案。
