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超级电容有轨电车智能调度与协同充电策略研究

批准号:
61803394
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
李恒
依托单位:
学科分类:
控制系统与应用
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
周艳辉、陈彬、武悦、吕承璋、韩慕鑫、刘勇杰

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
本项目针对新型城市轨道交通工具——超级电容有轨电车,通过分析充电站老化现象对有轨电车运行可靠性的影响,提出一种超级电容有轨电车智能调度和协同充电方法。首先,研究基于多源数据融合的充电站健康状态预测方法,实现对充电站老化程度的全面、准确评估。然后,结合充电站的健康状态信息,设计基于多目标优化有轨电车智能充电调度算法,保证有轨电车的能量需求,最小化系统运营成本。最后,针对充电站内部的并联充电模组,根据充电模组的健康状态,设计基于比例负载均衡的协同充电算法,提高充电站的可靠性,实现对有轨电车的可靠充电。通过本项目的研究,将提高超级电容有轨电车的可靠性保障水平,保障有轨电车安全、可靠运行,促进超级电容有轨电车的应用和推广。
英文摘要
This project proposes an intelligent scheduling and cooperative charging scheme for the emerging supercapacitor trams by analyzing the effects of the aging of charging stations on the operation reliability of supercapacitor trams. Firstly, a state-of-health (SoH) prediction method is proposed based on the multi-data fusion to evaluate the aging of charging stations comprehensively and accurately. Secondly, by considering the SoH information of charging stations, we propose an intelligent charging scheduling algorithm for supercapacitor trams to guarantee the energy requirement of trams and to minimize the operation cost. Finally, based on the SoH of parallel charging modules in the charging station, a proportional load balancing based cooperative charging algorithm is proposed to improve the reliability of the charging station and to realize the reliable charging for the trams. The study is dedicated to improving the reliability level of supercapacitor trams, which can guarantee the safe and reliable operation of supercapacitor trams and popularize the supercapacitor trams in the society.
项目组对超级电容有轨电车智能充电策略进行了深入的研究,设计了基于一致性的超级电容有轨电车车载储能系统均衡管理策略,实现车载超级电容充放电过程中的单体均衡,保障车载超级电容高效、可靠工作,延长车载超级电容的使用寿命;设计了超级电容有轨电车模块化充电系统协同控制策略,在恒流模式和恒流-恒压模式下,均保障充电系统的电流均衡,提高充电系统的可靠性和使用寿命;设计了基于参考值调制方法设计超级电容有轨电车智能充电方法,动态调整充电系统的参考电流,有效抑制了电流超调现象,防止超级电容出现过充现象。通过2019年1月到2021年12月这四年的努力,我们的科研工作完成了原定目标。本项目的主要理论研究成果《基于信息物理系统的协同控制策略及应用》获得2019年湖南省优秀博士学位论文,以及湖南省自然科学奖二等奖。受本项目支持,相关研究成果已发表在国内外权威学术期刊,共计发表发表SCI收录论文7篇,授权国家发明专利2项,培养毕业博士研究生1名,硕士研究生3名,本项目相关学术论文被引用100余次,在交通电气化领域取得一定的国际影响力。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Observer-Driven Charging of Supercapacitors
观察者驱动的超级电容器充电
DOI: 10.1109/tii.2019.2935246
发表时间: 2020-05
期刊: IEEE Transactions on Industrial Informatics
影响因子: 12.3
作者: [Li Heng, Peng Jun, He Jianping, Huang Zhiwu, Wang Jing]
通讯作者: Wang Jing
Pinning-Based Switching Control of Cyber-Physical Supercapacitor Energy Storage Systems
基于钉扎的信息物理超级电容器储能系统开关控制
DOI: 10.1109/tcst.2019.2916039
发表时间: 2019
期刊: IEEE Transactions on Control Systems Technology
影响因子: 4.8
作者: [Heng Li, Jun Peng, Jianping He, Zhiwu Huang, Jing Wang, Liang He, Jianping Pan]
通讯作者: Jianping Pan
Cooperative Control for Multi-Module Charging Systems of Ultracapacitors
超级电容器多模块充电系统的协同控制
DOI: 10.3390/en13195218
发表时间: 2020-10
期刊: Energies
影响因子: 3.2
作者: [Xiaoyong Zhang, Hongtao Liao, Jiaxuan Lei, Heng Li, Jun Peng]
通讯作者: Jun Peng
Consensus-Based Cell Balancing of Reconfigurable Supercapacitors
可重构超级电容器基于共识的电池平衡
DOI: 10.1109/tia.2020.2990101
发表时间: 2020
期刊: IEEE Transactions on Industry Applications
影响因子: 4.4
作者: [Fu Jiang, Zhiqiang Meng, Heng Li, Hongtao Liao, Yun Jiao, Muxin Han, Jun Peng, Zhiwu Huang]
通讯作者: Zhiwu Huang
7
    软件定义锂电池储能电站可重构电池管理策略
    • 批准号:
      2023JJ30698
    • 项目类别:
      省市级项目
    • 资助金额:
      0.0万元
    • 批准年份:
      2023
    • 负责人:
      李恒
    • 依托单位:
    智能电池管理系统模态随动状态估计和形式化协同均衡研究
    • 批准号:
      52377221
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      50.00万元
    • 批准年份:
      2023
    • 负责人:
      李恒
    • 依托单位:
    超级电容有轨电车智能充电策略研究
    • 批准号:
      2019JJ50822
    • 项目类别:
      省市级项目
    • 资助金额:
      0.0万元
    • 批准年份:
      2019
    • 负责人:
      李恒
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金