芮丽莹,黄学文,朱孔军,谢维泰,吴义鹏

(1. 机械结构力学及控制国家重点实验室(南京航空航天大学),江苏 南京 210016；2. 华能山东如意(巴基斯坦)能源(私人)有限公司,山东 济南 250014)

0 引言

超级电容器体积小、重量轻,具有动态响应快、充放电电流大、功率密度高、循环使用寿命长等优点[1],在储能领域具有非常广阔的应用前景。在混合型光伏发电系统中,超级电容器作为电力存储装置优化运行配电网并削峰填谷[2—3]；在风力发电应用领域,利用超级电容器可降低风电的波动,在较宽的波动功率范围内可调节有功功率,同时稳定风电场母线电压并调节无功功率[4]。在未来航空航天领域中,超级电容器的应用需求也会急剧增加,如机载电磁炮、激光武器的快速充放电需求[5—6],飞行器的瞬时高功率电子对抗[7]等。超级电容器为装备提供峰值功率,降低主供电电源的功率需求,从而减小设备重量及节约空间。单体超级电容器的额定电压通常较低,而存储的电能却与电容值和端电压相关,这需要将单体超级电容器进行串、并联组成模块化的高电压储能系统[8—9]。由于制造工艺等因素影响,实际单体超级电容器初始状态参数会存在一定差异,进而导致超级电容器组输出性能下降,模块中容值较小的电容器出现过充过放,容值较大的单体却不能被完全利用,如何保证模块内单体工作的一致性从而提高储能利用率是超级电容器应用的技术难点之一[10—11]。

目前超级电容器电压均衡电路拓扑分为能量耗散型均衡电路和能量转移型均衡电路[12]。……