Szacowanie rzędu pochodnej modeli superkondensatorów o bardzo dużych pojemnościach

• Autorzy: Kopka R. , Tarczyński W.

Identyfikatory

DOI

10.21008/j.1897-0737.2017.89.0003

Warianty tytułu

EN

Estimation of Fractional Order Derivative of Supercapacitor Model with Very High Capacit

• Konferencja: Computer Applications in Electrical Engineering (10-11.04.2017 ; Poznań, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Coraz częściej podstawowym elementem w zakresie gromadzenia energii współczesnych systemów zasilania rezerwowego, pojazdach elektrycznych czy systemów odzyskiwania energii są superkondensatory. Dla potrzeb ich właściwej eksploatacji, diagnostyki czy sterowania wymagana jest znajomość parametrów ich modeli zastępczych. Szczególne właściwości użytych materiałów oraz zastosowanych rozwiązań powodują, że najlepszym modelem opisującym zależność pomiędzy prądem, a napięciem na zaciskach superkondensatora, jest model różniczkowy ułamkowego rzędu. Takie podejście pozwala na znaczne uproszczenie struktury samego modelu, zapewniając przy tym bardzo dobre dopasowanie charakterystyk zmierzonych i obliczonych. W artykule zawarto wyniki estymacji rzędu pochodnej modelu superkondensatora o pojemności 1200F , wyznaczonej dla różnych wartości prądów ładowania i rozładowywania. Przedstawiono strukturę i właściwości układu pomiarowego oraz algorytm prowadzenia badań.

EN

The most important element of today modern energy systems, backup power, electric vehicles and energy recovery systems are supercapacitors. For the purpose of their proper operation, diagnostics and control are required to know the parameters of their mathematical models. The specific properties of the materials and the applied solutions make the best model to describe the relationship between current and voltage at the terminals of the supercapacitor as the fractional order differentiation. This approach will simplify the structure of the model, while providing a very good estimation of unknown parameters. The paper present the results of the estimation of the order of the derivative model for 1200F supercapacitor, for different values of the currents charging and discharging. It describes the structure and properties of the measurement system and implemented specific test algorithm.

Słowa kluczowe

PL

superkondensatory; różniczko–całka ułamkowego rzędu; modelowanie

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering
• Rocznik: 2017
• Tom: No. 89
• Strony: 35--47
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Kopka R.

• Politechnika Opolska

autor

Tarczyński W.

• Politechnika Opolska

Bibliografia

• [1] Dzieliński D., Sierociuk D., Ultracapacitor Modelling and Control Using Discrete Fractional Order State–Space Model. Acta Montanistica Slovaca, 2013, Ročník 13, číslo 1:136–145.
• [2] Kaczorek T., Selected problems of fractional systems theory. Berlin, Springer–Verlag, 2011.
• [3] Kaczorek T., Singular fractional linear systems and electrical circuits. International Journal of Applied Mathematics and Computer Science, 2011, vol. 21, No. 3, pp. 379–384, doi:10.2478/v10006–011–0032–z.
• [4] Kopka R., Tarczyński W., Measurement system for supercapacitors equivalent parameters determination, Metrology and Measurement Systems, Vol. XX, No. 4, pp. 581–590, 2013.
• [5] Kopka R., Tarczyński W., Influence of the Operation Conditions on the Supercapacitors Reliability Parameters, Pomiary, Automatyka, Robotyka, R. 19, Nr 3/2015, pp. 49–54, 2015.
• [6] Nadeau A., Hassanalieragh M., Sharma G., Soyata T., Energy awareness for supercapacitors using Kalman filter state–of charge tracking, Journal of Power Sources, 296 (2015), pp. 383–391. doi:10.1016/j.jpowsour.2015.07.050.
• [7] Oukaour A., Tala–Ighil B., Al Sakka M., Gualous H., Gallay R., Boudart B., Calendar ageing and health diagnosis of supercapacitor. Electric Power Systems Research, 95 (2013), pp. 330–338, doi:10.1016/j.epsr.2012.09.005.
• [8] Skruch P., Mitkowski W., Fractional–Orders Models of the Ultracapacitors. In: Mitkowski W. et al. (Eds.): Advances in the Theory and Applications of Non–Integer Order Systems, Lecture Notes in Electrical Engineering, 257, Springer Switzerland, 2013, pp. 281–293; doi:10.1007/978–3–319–00939–9–26.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).