【技术实现步骤摘要】
本专利技术储能，具体为一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法及系统。
技术介绍
1、随着可再生能源的快速发展和电动汽车等新能源应用的普及，储能技术成为现代电力系统的重要组成部分。蓄电池和超级电容器作为储能装置的主要形式，各自发挥着关键作用。蓄电池以其高能量密度和长续航时间广泛应用于电动汽车和储能电站，而超级电容器因其高功率密度和快速充放电能力，适用于需要瞬时大功率输出的场景。
2、近年来，混合储能系统逐渐成为研究热点。混合储能系统将蓄电池与超级电容器结合在一起，利用二者的优势互补，提高系统的整体性能。通过合理的能量管理策略，混合储能系统可以在满足高能量需求的同时，提供快速的功率响应。然而，如何高效地管理蓄电池和超级电容器之间的能量流动，依然是一个具有挑战性的课题。
3、尽管混合储能系统在一定程度上提升了能量管理效率，但现有技术在多个方面仍存在显著不足。首先，传统的能量管理策略往往依赖固定的控制参数，难以实时响应复杂的负载变化和环境条件。这导致在快速充电过程中，蓄电池和超级电容器之间的能量分配不够优化，充电效率较低。此外，现有技术缺乏对蓄电池和超级电容器状态的精准监控和动态调整机制，难以实现对充电电流和充电电压的精细控制，进而影响系统的安全性和寿命。
4、其次，现有混合储能系统在充电过程中，往往忽视了温度、内阻等因素对充电效率和安全性的影响。这些因素在实际应用中不可忽视，因为它们直接关系到蓄电池和超级电容器的性能和稳定性。现有技术缺乏有效的监测和调节机制，使得系统在高负载或极端环境下容易出现
技术实现思路
1、鉴于上述存在的问题，提出了本专利技术。
2、因此，本专利技术解决的技术问题是：如何解决现有技术中存在的充电效率低、能量分配不优化以及缺乏对关键状态参数精准监控的问题。
3、为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法，其包括如下步骤，
4、使用传感器监控蓄电池和超级电容器的初始状态，进行预处理。
5、基于预处理后的数据进行第一次动态管理蓄电池和超级电容器之间的能量流动，调整充电电流和充电电压。
6、根据初步调整后的充电电流和充电电压，计算蓄电池和超级电容器的实际输出功率，完成第二次动态调整能量分配比例，进一步优化充电电流和充电电压。
7、作为本专利技术所述的一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法的一种优选方案，其中：所述监控蓄电池和超级电容器的初始状态包括充电电压、充电电流、环境温度、内阻以及荷电状态。
8、所述预处理是使用滤波技术去除数据中的噪声，对所有数据进行归一化处理，标准化到统一的范围内，通过四分位数间距检测和处理异常值，排除测量误差以及设备故障产生的异常数据点。
9、作为本专利技术所述的一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法的一种优选方案，其中：所述第一次动态管理包括基于传感器实时监测收集到的蓄电池和超级电容器的充电电压、充电电流、环境温度、内阻以及荷电状态，使用改进的pid控制算法优化充电电流和充电电压参数。
10、在时间t时刻，分别计算蓄电池、超级电容器的充电电压和充电电流的目标值与实际值之间的误差，表达式为：
11、,
12、,
13、其中，、分别为充电电压、充电电流误差，分别为充电电压、充电电流的目标值，、分别为蓄电池、超级电容器的充电电压、充电电流的实际值。
14、基于蓄电池以及超级电容器的充电电压和充电电流误差以及变化率，使用改进pid控制算法分别计算比例控制、积分控制以及微分控制，表达式为：
15、、,
16、,
17、,
18、其中，、、分别为pid算法中充电电压的比例控制、积分控制、微分控制，、、分别为pid算法中充电电流的比例控制、积分控制、微分控制，、、分别为比例、积分和微分控制参数，、分别为充电电压、充电电流误差。
19、作为本专利技术所述的一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法的一种优选方案，其中：所述改进pid控制算法包括根据实时监控的数据，动态调整pid控制参数。
20、基于蓄电池的动态调整pid控制参数，表达式为：
21、,
22、,
23、,
24、其中，、、分别为蓄电池的比例、积分和微分控制参数，、、分别为蓄电池的初始比例、积分和微分控制参数，、、分别为蓄电池的温度、内阻、荷电状态的调整因子，为环境温度的实时监控值，、分别为蓄电池的内阻和荷电状态。
25、基于超级电容器的动态调整pid控制参数，表达式为：
26、,
27、,
28、,
29、其中，、、分别为超级电容器的比例、积分和微分控制参数，、、分别为超级电容器的初始比例、积分和微分控制参数，、、分别为超级电容器的温度、内阻、荷电状态的调整因子，为环境温度的实时监控值，、分别为超级电容器的内阻和荷电状态。
30、作为本专利技术所述的一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法的一种优选方案，其中：所述第一次动态管理还包括对环境温度以及蓄电池和超级电容器的内阻和荷电状态进行非线性组合，引入另一个优化因子；
31、基于蓄电池的优化因子，表达式为：
32、,
33、其中，、、分别为蓄电池的温度、内阻、荷电状态的调整因子。
34、基于超级电容器的优化因子，表达式为：
35、,
36、其中，、、分别为超级电容器的温度、内阻、荷电状态的调整因子。
37、将优化因子融入到pid控制输出中，分别生成蓄电池以及超级电容器最终的控制输出，完成第一次动态调整蓄电池以及超级电容器的充电电流和充电电压表达式为：
38、,
39、,
40、其中，、分别为pid控制的输出值，、分别为第一次动态调整后的充电电流和充电电压。
41、作为本专利技术所述的一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法的一种优选方案，其中：所述第二次动态调整能量分配比例包括检测总能量需求以及负载所需的总功率，根据第一次动态调整后得到的蓄电池以及超级电容器的充电电流和充电电压，分别计算蓄电池以及超级电容器的实际输出能量；
42、基于蓄电池的实际输出能量，表达式为：
43、,
44、其中，、分别为蓄电池在时间的瞬时功率及累计输出能量，为蓄电池的初始能量，为蓄电池在时间t的第一次动态调整后的充电电压与充电电流的乘积。
45、基于超级电容器的实际输出能量，表达式为：
46、,
47、其中，、分别为超级电容器在时间的瞬时功率及累计输出能量，为超级电容器的初始能量，为超级电容器在时间t的第一次动态调整后的充电电压与充电电流的乘积，为时间间隔本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法，其特征在于：所述监控蓄电池和超级电容器的初始状态包括充电电压、充电电流、环境温度、内阻以及荷电状态；
3.如权利要求2所述的一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法，其特征在于：所述第一次动态管理包括基于传感器实时监测收集到的蓄电池和超级电容器的充电电压、充电电流、环境温度、内阻以及荷电状态，使用改进的PID控制算法优化充电电流和充电电压参数；
4.如权利要求3所述的一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法，其特征在于：所述改进PID控制算法包括根据实时监控的数据，动态调整PID控制参数；
5.如权利要求4所述的一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法，其特征在于：所述第一次动态管理还包括对环境温度以及蓄电池和超级电容器的内阻和荷电状态进行非线性组合，引入另一个优化因子；
6.如权利要求5所述的一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法，其特征在于：所述第二次动态调整能量分配比例包括
7.如权利要求6所述的一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法，其特征在于：所述优化充电电流和充电电压包括根据能量分配比例和负载需求，优化输出蓄电池和超级电容器的充电电流和充电电压，表达式为：
8.一种采用如权利要求1~7任一所述的一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法的系统，其特征在于：包括传感器监控模块、第一次动态管理模块、第二次动态管理模块以及动态调整模块；
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述的一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法，其特征在于：所述监控蓄电池和超级电容器的初始状态包括充电电压、充电电流、环境温度、内阻以及荷电状态；
3.如权利要求2所述的一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法，其特征在于：所述第一次动态管理包括基于传感器实时监测收集到的蓄电池和超级电容器的充电电压、充电电流、环境温度、内阻以及荷电状态，使用改进的pid控制算法优化充电电流和充电电压参数；
4.如权利要求3所述的一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法，其特征在于：所述改进pid控制算法包括根据实时监控的数据，动态调整pid控制参数；
5.如权利要求4所述的一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法，其特征在于：所述第一次动态管理还包括对环境温度以及蓄电池和超级电容器的内阻和荷电状态进行非线性组合，引入另一个优化因子；
6.如权利要求5所述的一种蓄电池与超级电容器混合储能快速充电方法，其特征在于：所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：李志鹏，王华卫，严弢，邱逢涛，赵亚东，罗威，李诗林，高欢欢，
申请(专利权)人：西安热工研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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