亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于改進卡爾曼濾波算法的光伏電池剩余電量估算

        2017-11-27 12:37:15王建南
        物聯(lián)網技術 2017年11期

        王建南

        摘 要:針對光伏系統(tǒng)電池剩余電量(SOC)估算不準確的問題,文中提出了以安時法、開路電壓法以及卡爾曼濾波算法相結合的方法來準確估計電池SOC。在光伏系統(tǒng)中,對電池剩余容量的準確估計可以大大延長系統(tǒng)的使用壽命,提高系統(tǒng)的可靠性。以安時法為基礎,采用開路電壓法估算初始SOC0,初始SOC0和實時SOC通過卡爾曼濾波算法進行校正,降低了初始SOC0的估計誤差和電流的累積誤差,保證了SOC估計的準確性。實驗以12 V-100 Ah鉛酸電池為例來進行說明。結果表明,該算法可以準確估計SOC。

        關鍵詞:電池剩余電量;安時法;開路電壓法;卡爾曼濾波算法;初始SOC0;實時SOC

        中圖分類號:TP39;TM912 文獻標識碼:A 文章編號:2095-1302(2017)11-00-02

        0 引 言

        隨著世界能源危機加劇和環(huán)境污染問題的日益嚴重,太陽能光伏成為世界關注的焦點。在獨立光伏系統(tǒng)中,對電池剩余容量的準確估計可大大延長系統(tǒng)的使用壽命,提高系統(tǒng)的可靠性[1]。目前,荷電狀態(tài)(SOC)被廣泛用于代表國內外電池的剩余容量[2]。SOC是直接反映電池可持續(xù)供電和健康狀況的重要參數。對電池SOC的估算方法有開路電壓法,安時法,電阻法,神經網絡法,卡爾曼濾波算法[3]等。

        為了準確有效地估計電池的SOC,本文以安時法為基礎,通過開路電壓法估算初始SOC0值,通過卡爾曼濾波算法對初始SOC0和實時SOC進行校正, 降低初始SOC0估計誤差和電流累積誤差,提高SOC的估計精度。

        1 卡爾曼濾波算法

        卡爾曼濾波(Kalman Filtering)是一種利用線性系統(tǒng)狀態(tài)方程,通過系統(tǒng)輸入輸出觀測數據,對系統(tǒng)狀態(tài)進行最優(yōu)估計的算法。由于觀測數據中含有系統(tǒng)中的噪聲和干擾等影響,因此最優(yōu)估計也可看作濾波過程[4]。

        其中, X(k|k-1)是利用上一狀態(tài)預測的結果, X(k-1|k-1)是上一狀態(tài)最優(yōu)的結果,U(k)是當前狀態(tài)控制量,若沒有控制量,它可以為0。

        當前狀態(tài)協(xié)方差計算:

        其中, P(k|k-1)是X(k|k-1)的協(xié)方差, P(k-1|k-1)是X(k-1|k-1)的協(xié)方差,A'表示A的轉置矩陣,Q是系統(tǒng)過程的協(xié)方差。

        卡爾曼增益的計算:

        其中,I為1的矩陣,對于單模型單測量,I=1。當系統(tǒng)進入k+1狀態(tài)時,P(k|k)是式(2)的P(k-1|k-1)。由此,算法便可自回歸運算下去。

        2 實驗與算法設計

        2.1 實驗設計

        電池開路電壓(OCV)可以通過放電實驗方法測量OCV和電池SOC之間的關系獲得,準確、簡單, 但需要靜置較長時間才能得到穩(wěn)定的OCV[5]。電池OCV恢復曲線如圖1所示。

        電池靜置3小時和17小時的OCV誤差為0.21%,可以滿足實驗要求,本次電池的靜置時間為3小時。

        為獲得準確的OCV-SOC曲線,采用VT12100型鉛酸蓄電池進行充放電實驗研究。當電池充電至13.8 V時,將SOC設置為1;當電池放電至10.8 V時,將SOC設定為0,實驗放出實際容量為55.3 A·h。

        電池放電實驗取5 A恒流,持續(xù)1小時,然后電池靜置3小時,測量OCV。當電池SOC放電到0時,5 A充電實驗開始。電池充電實驗持續(xù)1小時,電池靜置3小時,測量OCV。通過充放電實驗得出實驗測量數據循環(huán)。

        電池OCV-SOC曲線如圖2所示。

        從圖2可以看出,OCV和SOC具有良好的線性關系。本文采用放電實驗曲線確定SOC與OCV之間的關系,得出線性公式:

        2.2 SOC的估計過程

        安時法是最常用的SOC估計方法。 安時法估計SOC可以表示為:

        SOC0是初始SOC,I表示電池電流,η為電池庫侖效率,C為電池的容量。

        安時法只考慮電池的工作電流和效率系數,適用于所有電池,且該算法簡單易懂,但無法確定電池SOC0,隨著時間的推移,電流測量的誤差將使SOC的誤差變大[6]。在開路電壓法中,SOC和OCV具有相對穩(wěn)定的線性關系,但不能用于實時在線檢測。 本文采用OCV方法修正SOC0,通過卡爾曼濾波對SOC0和實時SOC進行修正,降低SOC估計誤差和電流測量累積誤差[7]。

        通過卡爾曼濾波算法隨時預測和校正SOC的算法流程如圖3所示。

        為了驗證所提出的SOC估計方法,在實驗中選用12 V -100 Ah鉛酸蓄電池。分別采用安時法、開路電壓法及卡爾曼濾波算法等的混合方法來估算SOC[8]。

        從實驗結果可以得出,該算法可以準確預測電池SOC,如圖4所示。由安時法確定的初始SOC具有較大誤差,且SOC估計誤差在實驗過程中有增加的趨勢,這是由當前采樣誤差引起的累積誤差?;诎矔r法、開路電壓法以及和卡爾曼濾波算法相結合對電池SOC進行估計可以修正初始SOC0,誤差為2.2%,它接近初始SOC0。由于當前采樣誤差所引起的累積誤差降低,SOC的估算值在放電過程中接近SOC的理論值,誤差非常小。

        與普通安時法相比,該混合算法對SOC的估計具有較小的誤差。

        3 結 語

        本文以安時法為基礎,采用開路電壓法估算初始SOC0,采用卡爾曼濾波算法校正初始SOC0和實時SOC,通過降低初始SOC0估計誤差和電流累積誤差來確保SOC估計的準確性。實驗結果表明,該方法具有較高的精度和可行性。

        參考文獻

        [1] GAO Yu-feng, SUN Lei, LIU Ya-long, et al. Estimating SOC of lead-acid battery based on extended Kalman filtering[J]. Journal of Power Sources,2014,38(2):303-306.endprint

        [2] HUANG Xiang-dong, WANG Xiao, WEI Su-jing.SOC Estimation and Detection Method of PV Battery[J]. Measurement & Control Technology,2014,3(5):28-34.

        [3] Mohammad Charkhgard, Mohammad Farrokhi. State-of-Charge estimation for Lithium-Ion batteries using neural networks and EKF[J].IEEE Transactions on Industrial Electronics,2010,57(12):4178-4187.

        [4] ZHANG Mei. SOC estimation of batteries based on fuzzy adaptive Kalman filter[J]. Journal of Power Sources,2013,37(10):1817-1831.

        [5] Jun Xu, Chunting Chris Mi, Binggang Cao, et al. The State of Charge Estimation of Lithium-Ion Batteries Based on a Proportional-Integral Observer[J].IEEE Transactions on Vehicular Technology,2014,63(4):1614-1620.

        [6] LI Zhe, LU Languang, OUYANG Minggao. Comparison of methods for improving SOC estimation accuracy through an ampere-hour integration approach[J]. Journal of Tsinghua Univ- ersity(Science & Technology),2010,50(8):1293-1296.

        [7]李文江,張志高,莊益詩.電動汽車用鉛酸電池管理系統(tǒng) SOC算法研究[J].電源技術研究與設計,2010,34(12): 1266-1286.

        [8]汪涵,鄭燕萍,蔣元廣, 等.實用型磷酸鐵鋰電池SOC高準度算法研究[J].電源技術研究與設計,2011,35(10):1198-1207.

        [9] ZHANG Jin-long,QI Han-hong. Battery SOC estimation based on two-dimensional parameter identification[J].Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy,2014,33(9):30-34.

        [10]鄧濤,孫歡.鋰離子電池新型 SOC 安時積分實時估算方法[J].重慶理工大學學報(自然科學版) ,2015 (1) :101-106.endprint

        国产va免费精品高清在线 | 精品国产群3p在线观看| 午夜视频福利一区二区三区| 丰满老熟女性生活视频| 亚洲欧美国产精品久久| 国产熟妇搡bbbb搡bb七区| 在线观看精品国产福利片87| 亚洲中文字幕视频第一二区| 亚洲av中文无码乱人伦在线视色| 欧美巨大巨粗黑人性aaaaaa| 国产主播无套内射一区| 亚洲日本中文字幕乱码| 超碰人人超碰人人| 无码专区天天躁天天躁在线| 人人爽亚洲aⅴ人人爽av人人片| 中文字幕综合一区二区| 丰满少妇人妻无码专区| 亚洲中久无码永久在线观看软件| 日本一区二区在线资源| 亚洲av毛片在线网站| 日韩精品内射视频免费观看| 精品国内自产拍在线视频| 日本高清免费播放一区二区| 亚洲av成人精品一区二区三区| 熟妇的荡欲色综合亚洲| 亚洲国产成人精品激情资源9| 日本免费影片一区二区| 亚洲人成精品久久久久| 五月天激情小说| 国模一区二区三区白浆| 蜜桃视频免费进入观看| av无码久久久久不卡网站下载| 天堂69亚洲精品中文字幕| 国产精品一区二区三区在线观看| 亚洲精品国偷拍自产在线观看| 国产啪精品视频网站丝袜| 一区二区三区少妇熟女高潮| 成人区人妻精品一区二区三区| 欧美日韩亚洲国产精品| 中文亚洲成a人片在线观看| 97超碰精品成人国产|