超级电容器作为储能元件,拥有充电速度快、使用寿命长、能量转换效率高和绿色无污染等特点。因此,超级电容器是绿色交通运输体系中极其重要的储能元件,如在储能式有轨电车中的应用,其充电速率能解决储能式有轨电车进站充电时间超短、充电电流超大的问题,并且使用寿命长,更换频率低。超级电容器在储能式有轨电车中应用面临的主要挑战是充电问题。超级电容器过大的充电功率及充电电流,导致单一模块充电系统难以满足要求,并且存在极大的安全问题。因此,目前广泛应用的分布式并联充电策略,采用减小单个模块的输出电流来解决该问题,并且通过增加各个模块之间的信息交互来降低电流之间的不均衡,避免环流的发生。分布式充电策略的局限性在于极其依赖数据的准确性以及各个模块的可靠性,在实际应用中,由于软硬件的脆弱性,传输存在错误数据以及某些模块产生输出偏差均是不可避免的情况,这直接导致现有的分布式充电策略性能大大降低,同时可靠性不再保障,故研究更加安全可靠的充电策略是十分有意义的。本文结合最新的分布式充电策略,考虑信息传输中的错误数据以及某些模块的输出偏差对充电系统造成的影响,设计可靠的分布式充电策略,并给出理论分析、仿真以及实验验证。主要工作如下:·概述了储能式有轨电车以及超级电容器的发展,对超级电容器充电系统充电方式、控制策略的研究现状进行了介绍,并对系统安全性的研究现状进行阐述,分析现有研究工作存在的不足之处,提出本文的研究意义以及创新点。·针对分布式充电系统信息传输过程中存在的错误数据对系统性能造成的影响,设计基于筛选机制的分布式充电策略,利用劳斯判据对充电系统的稳定性进行分析,自主搭建超级电容器充电系统模拟实验平台,通过仿真与实验验证所设计策略的可靠性。·针对分布式充电策略下某些充电模块出现输出偏差而导致的总充电电流不满足超级电容器充电需求的问题,提出修改参考输入的分布式充电策略,通过李雅普诺夫第二方法证明充电系统的稳定性,进行仿真与实验验证策略的可行性。·考虑充电系统中可能同时存在错误数据以及输出偏差的情况,对分布式充电系统所受影响进行分析,将筛选机制与修改参考输入相结合并改进,设计出可靠的分布式充电策略,理论分析策略下充电系统的性能,同样通过仿真以及实验进行验证。比较所设计三个策略的优劣势,分析各自适合的场景。最后,对全文进行总结,并展望未来的研究工作。