[发明专利]有轨电车车载超级电容储能系统状态在线识别方法和系统

说明书

本申请涉及一种有轨电车车载超级电容储能系统状态在线识别方法和系统。其中，该方法包括：实时容值获取步骤，获取实时电压和实时电流，根据电荷守恒定律和能量守恒定律获得实时容值；理论容值表达式获取步骤，根据多组实时电压、实时电流和实时容值，依据粒子群算法获得理论容值的表达式；超级电容状态获取步骤，根据实时容值和理论容值判断当前的超级电容储能系统的状态；电流调整步骤，根据状态调整充电电流，循环上述步骤。本申请通过粒子群算法进行理论容值的表达书的最优参数识别，可实时判断超级电容在整个充电过程中的状态，实时调整储能系统充电电流。

技术领域

本申请涉及交通储能、节能技术领域，特别是涉及有轨电车车载超级电容储能系统状态在线识别方法和系统。

背景技术

我国轨道交通工程发展迅速，车载储能式有轨电车(以下简称有轨电车)凭借其美观、环保、节能等优点受到普遍关注。目前，有轨电车的储能元件主要采用锂电池和超级电容，其中超级电容具有循环使用寿命长、功率密度高、大电流充电速度快、使用温度范围宽等优点，适用于站站充电运行模式的有轨电车工程。

有轨电车采用全线无接触网模式，超级电容储能系统在乘客上下车时间利用站内充电桩充电，为车辆牵引运行及辅助提供电量。超级电容储能系统一般采用多组超级电容并联技术，当系统一组或多组超级电容发生故障时，能维持车辆继续运行，提高了系统的可靠性。超级电容储能系统在充电过程中，充电桩通过对多组超级电系统进行状态识别，调整充电电流值，以保护超级电容储能系统安全。

由于充电桩与超级电容储能系统之间不存在通讯，充电桩只能依靠如下方法获取超级电容储能系统状态：

首先，在恒流、恒压充电过程的基础上，增加试充环节；

其次，根据试充阶段的电压增量、电流、时间，计算超级电容当前容值；

最后，比较当前容值和理论容值，确定超级电容储能系统状态。

授权号为CN104297578B的中国专利文献基于滑膜观测器的超级电容器组荷状态估计方法，公开了技术方案：实时采集超级电容器组工作时的每一超级电容器单体的充放电电流值和端电压值，并估计出每一超级电容单体的荷电状态值，通过比较判断得到超级电容的状态。现有技术中采用估计滑膜观测器算法估计荷电状态值，得到的所有单体的荷电状态值并不准确，对于超级电容状态的判断也存在一定的偏差。

目前针对相关技术中对于充电过程中状态判断并不准确的问题，尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本申请实施例提供了一种有轨电车车载超级电容储能系统状态在线识别方法和系统，以至少解决相关技术中充电过程中状态判断不准确的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种有轨电车车载超级电容储能系统状态在线识别方法，包括以下步骤：

实时容值获取步骤，获取实时电压和实时电流，根据电荷守恒定律和能量守恒定律获得实时容值；

理论容值表达式获取步骤，根据多组实时电压、实时电流和实时容值，依据粒子群算法获得理论容值的表达式；

超级电容状态获取步骤，根据实时容值和理论容值判断当前的超级电容储能系统的状态；

电流调整步骤，根据状态调整充电电流，循环上述步骤至充电完成。

在其中一些实施例中，理论容值表达式获取步骤具体包括：

数据初始化步骤，初始化粒子数量、迭代次数、个体级数和群体级数；

适应度更新步骤，根据实时容值和理论容值的表达式，获得当前的适应度，其中，适应度的表达式为：