太阳能光伏技术的研究与发展

分析了发展太阳能光伏技术的必要性，介绍了世界各国家的太阳能光伏发电的情况、特点及我国的发展现状．阐明太阳能光伏技术研究发展的趋势及特点，及光伏电池发展的三个阶段，提出了新型光伏技术即三代太阳能光伏电池的设想．     

基于Simulink的太阳能光伏电池的建模及输出特性仿真研究

介绍了太阳能光伏电池的工作原理,根据光伏电池的输出特性建立了数学模型,并依据数学模型在Matlab/Simulink中建立了光伏电池阵列的仿真模型.通过该模型来模拟不同温度和光照强度条件下光伏电池的I-U特性曲线,其中光伏电池的仿真参数按照125×125刚性光伏电池片设置.     

新型光伏锂电无均衡管理储能发电系统

提出了一种新型光伏锂电储能系统拓扑结构.在该结构中,光伏电池与锂离子电池单体之间通过控制单元实现能量耦合,通过光伏电池与锂离子电池单体之间的结构耦合,实现锂离子电池的无均衡管理（NBCM）.对该拓扑结构进行了仿真和实验验证,实验结果表明,该光伏锂电储能模组能够在以欠压浮充为投切判据的控制单元工作模式下,实现光伏电池近似MPPT工作的同时,能有效地对锂离子电池进行充放电;与肖特基二极管近似直连相比,通过MOSFET以近似直连的方式耦合选定工作电压的30 W光伏电池与锂离子电池能够提升模组能量效率约8%,在独立运行和并网运行光伏储能发电系统中均可应用.      

太阳能光伏技术的研究与发展

分析了发展太阳能光伏技术的必要性,介绍了世界各国家的太阳能光伏发电的情况、特点及我国的发展现状.阐明太阳能光伏技术研究发展的趋势及特点,及光伏电池发展的三个阶段,提出了新型光伏技术即三代太阳能光伏电池的设想.     

光伏并网发电系统参数协调优化方法研究

光伏并网发电系统的参数设计对其稳定运行具有重要意义,为此,提出了一种光伏并网发电系统参数的协调优化方法。该方法通过建立包含光伏电池、并网逆变器、变压器和电网的光伏发电系统小信号数学模型,利用特征值分析（根轨迹图）得到各个特征值稳定情况下的系统参数边界值;在此基础上,建立了计及小干扰稳定性、阻尼比和稳定裕度的协调优化目标函数,并采用回溯搜索算法（backtracking search algorithm,BSA）对系统参数进行优化;通过仿真测试,对比分析了参数优化前后系统的动态响应。研究结果表明,在系统遭受到小扰动后,经过参数优化的光伏并网系统能够在0.1s内达到新的平衡点稳定运行,比未优化参数的系统动态响应提高了50%。      

全天候太阳能供电光控无线同步闪烁诱导标志的研发

文章介绍了研发的全天候太阳能供电光控无线同步闪烁诱导标志。诱导标志由引入超级电容的吸能储能装置、电池充放电管理、无线同步闪烁控制、依据环境亮度自动开关控制、亮度控制等装置和LED灯板组成。诱导标志完全由光伏供电，免铺设供电和控制线缆，克服了阴雨天光伏能量摄入不足的缺陷，有效提升诱导标志主动发光的警示功能。诱导标志已安装现场，运行状况良好。     

电动汽车剩余电量计算方法

根据电池在工作过程中任意时刻的剩余电量理论上应该等于电池的实际容量减去放电电量的原理，推导出了剩余电量的实用计算公式，设计了剩余电量计量系统。通过对一组铅酸电池的实车道路测试，发现其计量误差大约为20％，误差主要由电池的实际放电模式与试验模式的不同所造成。     

燃料电池汽车车载经济性测试系统

针对燃料电池汽车道路试验经济性测试的要求，开发了车载经济性测试系统．采用压力温度法测量氢气消耗量，对蓄电池电压、电流进行连续测量和积分运算得到电能量消耗．硬件采用便携式工控机、通信接口卡和数据采集接口卡，软件基于虚拟仪器开发平台开发．系统实现了燃料电池汽车等速经济性和循环工况经济性测试，实车试验表明系统性能可靠，测量准确．     

镍锌超级电池的研究

通过在镍锌电池锌负极掺杂不同比例的活性炭制备了新的电极,该电极制备的电池既具备电池性能又具备电容性能.通过电化学性能测试得出电池的容量在25 mAh.普通镍锌电池和镍锌超级电池在四种不同倍率下进行充放电测试,普通镍锌电池在高倍率下充放电能量效率较低,而镍锌超级电池可在高倍率下充放电,镍锌超级电池掺C 20％循环寿命最长.     

基于L-SVM的太阳能短期上网发电量预测方法研究

对光伏上网发电量进行短期预测,可以为电力部门的调度以及用电计划的调整提供参考.提出了一种基于最小二乘支持向量机(least square support vector machines,LS-SVM)对短期光伏上网发电量的预测方法,LSSVM方法具有好的泛化能力.以甘肃某地区电厂的并网发电全年实测数据为实例,同时考虑到短期太阳辐射和光伏电池温度对光伏发电量的影响,建立了基于LS-SVM的短期预测模型.与现有的前向神经网络预测方法进行比较,实验结果表明,该方法能获得更好的预测效果,具有一定的应用潜力.     

应对移动阴影的车载光伏步进扫描快速功率追踪

移动阴影给车载光伏最大功率跟踪（maximum power point tracking，MPPT）带来巨大挑战. 为提高移动阴影遮挡下的功率追踪速度，提出一种新的车载光伏全局最大功率跟踪（global maximum power point tracking，GMPPT）自适应步进扫描方法. 首先，分析温度及辐照强度对光伏单体输出特性的影响规律，基于温度及短路电流预测光伏单体开路电压；其次，基于串联光伏阵列的最大功率点电压与光伏单体输出特性的关系，以及局部阴影条件下多峰曲线峰值点电压和功率的变化特性，提出功率追踪步进扫描的自适应步长求取方法；最后，通过仿真及样车试验对所提算法进行可行性测试和评估. 结果表明:与常规扫描法相比，本算法的追踪速率最高可提升74%，且可避免严重遮挡时无法追踪全局最大功率点的问题.      

风光互补供电系统在高速公路外场监控中的应用研究

针对高速公路外场监控设备采用电缆直接供电不便的问题,介绍了利用风光互补系统对外场监控设备供电的方案。通过分析南光高速外场监控设备的实际用电需求,计算了太阳能光伏电池阵列、蓄电池、风力发电机的配置方案。     

氢-溴储能电池膜电极的研究

采用不同电池结构组装成氢-溴储能单电池,进行恒电流充放电测试.通过分析电解性能、充放电循环性能和电池效率,研究了不同电池结构对电池性能的影响.结果表明,膜电极的CCM两侧喷涂催化剂,阴极为担载Pt/C催化剂(担载量为1 mg/cm~2)的碳毡的电池在200 m A/cm~2电流密度下进行充放电测试,其催化活性最高,电极反应效率最快,电池的充放电性能最好,能量效率和电压效率达到68.9%和70.3%.     

基于预测控制的光伏阵列最大功率点跟踪方法

针对传统PI控制的光伏系统在外界环境变化剧烈时无法及时跟踪最大功率点的问题,提出基于预测控制的光伏阵列MPPT跟踪方法.选取两级并网逆变器为研究对象,在分析光伏电池发电原理和数学模型的基础上,基于改进传统电导增量MPPT算法,建立BOOST电路离散数学模型来预测目标时段的变化,以评价函数表示期望的控制结果,利用评价函数最小化确定最优开关状态,最终实现MPPT.以Matlab/Simulink为平台,进行的光伏系统在外界环境短时多次突变下功率响应的仿真实验表明:基于预测控制的MPPT方法输出功率稳定,且具有较高的灵敏性和准确性.     

CeO2改性阴极扩散层对质子交换膜燃料电池性能的影响

采用水热法制备纳米CeO2空心球,以一定比例与碳粉、PTFE混合,经超声震荡后均匀喷涂在经疏水处理过的碳纸表面上形成微孔层.将改性扩散层与传统扩散层进行比较,通过扫描电子显微镜、能谱测试分析、接触角、接触电阻表征,扩散层的物理性能几乎不会改变.再将扩散层组装成单电池进行一系列的电池性能测试,结果表明:掺杂CeO2的阴极扩散层组装而成的单电池无论是电池性能、交流阻抗谱还是动态响应测试均优于传统扩散层组装的单电池.即证明了掺杂CeO2制备的改性阴极扩散层由于其储放氧功能,可以加速氧气传质,增加催化剂表面氧分压,进而提升PEMFC的单电池的动态响应性能.     

山西省高速公路推广路域光伏产业的路径研究

在高速公路路域范围内推广光伏产业是发展路域经济、盘活高速公路闲置资产、实现产业间良性互动的有效手段；以山西省为例，通过分析国内高速公路路域光伏产业的发展情况，同时结合山西省在发展路域光伏产业方面的资源优势，系统研究了山西省开展路域光伏产业的投资决策影响因素，并构建了相应的投资决策体系；最后，基于投资决策体系，提出了3种适合山西省省情的产业发展路径，并对其优劣势和适用性进行了研究总结，以期为省内开展高速公路路域光伏产业开发提供参考。     

功率型锂离子动力电池的内阻特性

为了深入分析功率型锂离子电池的内阻特性及影响因素之间的关系,本文利用混合脉冲功率特性测试方法（HybridPulsePowerCharacterization,HPPC）测试锂离子电池在不同温度环境、荷电状态（StageofCharge,SOC）下的内阻变化规律,实验结果表明锂离子电池内阻在低温环境和较低SOC下变化明显．最后利用多项式最小二乘法拟合得到锂离子电池内阻与环境温度之间的关系表达式,为下一步实现电池功率在线预测提供了数据支持和理论基础．     

考虑车线匹配的电动公交多线路联合优化建模

为研究电动公交的运营优化问题，本文考虑电池容量损耗，以车辆和线路匹配、车辆和电池的更新、车辆服务的车次数为决策变量，建立电动公交的生命周期成本优化模型。设计基于滚动时域调度优化方法，采用GUROBI软件对模型进行求解。以多条公交线路运营数据为背景，对模型有效性进行测试。假设决策周期为20年，算例结果分析得出车辆和电池的最优更新方案，车辆和线路的匹配方案，车辆运营的车次数量方案，最优方案的生命周期成本为35.27×10⁷$，车辆和电池更换次数分别为44和239。针对线路工作负荷大小、车辆与线路匹配策略等参数进行灵敏度分析。结果表明：考虑不同线路工作负荷的差异，设计优化的车辆与线路匹配策略可以减少车辆和电池的购置成本，提高电动公交企业运营效益。     

直接甲醇燃料电池的单电池实验测试及性能优化

以新型阻醇材料Na2Ti3O7/Nafion复合膜为质子交换膜,利用热压法制备膜电极（MEA）,对直接甲醇单电池进行测试.考察了电池温度、阴极加湿温度、甲醇浓度、甲醇流速和空气流速5个参数对直接甲醇燃料电池极化曲线性能的影响.实验结果表明,电池温度对电池性能的影响较为明显,提高电池温度有利于得到较好的电池性能.甲醇浓度对电池性能影响也比较明显,较低甲醇浓度有利于提高电池性能.甲醇流速和空气流速对电池性能的影响较小,阴极加湿温度对电池性能几乎没有影响.通过分析优化,该直接甲醇燃料电池的电池性能最佳工作条件是在80℃情况下,低电流密度工作区采用较低浓度甲醇溶液,高电流密度工作区采用高浓度甲醇溶液.     

基于改进卡尔曼滤波锂离子电池SOC估计

为了估算锂离子电池的剩余电量，考虑估计过程中的噪声影响，采用卡尔曼滤波方式进行电池的荷电状态估计研究。以戴维南等效电路模型为基础进行了电池参数的辨识，利用Simulink建立基于卡尔曼滤波的电池荷电状态估计模型。分析了电池在不同的放电电流的工况下，测量误差对电池荷电状态估计的影响，提出了改进卡尔曼滤波算法。仿真结果表明：与拓展卡尔曼滤波算法相比，改进卡尔曼滤波算法精度更高。