蓄电池—超级电容混合储能系统的充放电控制策略研究作者：李思淋来源：《理论与创新》2020年第22期 【摘 要】本文通过理论分析，提出一种新型DC-DC变换电路，并探究其控制策略，理论计算和相关理论分析表明该DC-DC变换电路适用于混合储能系统。Matlab/Simulink的仿真得到了混合储能系统工作于不同模式下时超级电容及电路其他部分的输出波形，表明该变换器在应用于混合储能系统时具有电流不间断、开关损耗较小及整合度高的优点，提高了蓄电池使用寿命及混合储能系统的工作效率。
【关键词】控制策略研究;拓扑结构;Buck/Boost;功率密度
引言
DC-DC变换器可以充分结合并发挥蓄电池和超级电容各自的优点，组成混合储能系统以有效改善蓄电池的寿命，提高系统效率。针对蓄电池和超级电容器在上述问题中存在的不足，作者在此提出了一种适用于蓄电池和超级电容组成的混合储能系统的双向DC-DC变换器，其可以使蓄电池和超级电容器有效互补结合，充分发挥各自长处。由该双向DC-DC变换器组成的混合储能系统可以减少开关器件的有功损耗，及时应对负载侧大功率波动，延长蓄电池的使用寿命。除此以外，该系统结构可靠，有较高的整合度和经济性及实用性。
1.混合储能系统及其直流变换电路
上文所提及，适用于蓄电池-超级电容混合储能系统的新型双向DC-DC变换器的拓扑结构如下图1所示，其本质是蓄电池和超级电容器共用同一套DC/DC变换器，其中DC/DC变换电路部分由升降压典型斩波电路组合而成，经由此途径实现功率的双向流动。
1.1负载电压平均值及电压增益：
Buck模式下，电路及其器件满足如下方程约束：
其中设d2为全控器件S1占空比，则由上述公式可推导出电压增益G及负载电压平均值为：
