直流船舶综合电力系统中混合储能的精确功率分配策略研究
2020-12-03施天灵张圣祺张笠君刘何毓
电源学报 2020年6期
施天灵,汪 飞,张圣祺,张笠君,刘何毓
(上海大学机电工程与自动化学院,上海200444)
为满足日益增加的船载电力需求和越趋严格的环境要求,电气化船舶已成为船舶发展的技术趋势[1-3]。随着船舶综合电力系统概念的提出,传统船舶的机械推进系统与电力系统将合二为一,通过电力网络为推进系统、通讯和各类负载提供能量,实现全船能源的统一分配和管理[4]。相比于交流船舶电力系统,直流船舶电力系统DC-SIPS(DC shipboard integrated power system)由于能高效地接纳各种分布式能源,简化了能量转换过程并且降低了控制复杂性,因此已成为下一代船舶综合电力系统技术路线[5]。
直流船舶综合电力系统是一个多源多负荷的独立电力系统,因此可以被等效为孤岛直流微电网。然而由于船舶脉冲负载的特殊性,DC-SIPS同时对功率密度和能量密度提出了较高要求,仅靠单一的储能介质很难满足系统要求,因此混合储能技术成为了一种有效的解决方案,并且能够将系统母线电压保持在规定裕度范围内[6]。但因此也增加了系统的复杂性,给系统的能量管理带来了挑战。
引入混合储能的主要目的是获得功率和能量密度的互补优势,因此不同储能介质之间的功率共享应考虑其各自的特性。在文献[7]中,提出了混合储能系统分频控制,将功率波动通过滤波器细分为低频部分和高频部分,进而分配给蓄电池和超级电容,从而使它们在动态功率共享中相互配合。然而,未考虑储能系统之间的荷电状态SOC(state of charge)的不平衡问题。……
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