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Optimal Adaptive Gain LQR-Based Energy Management Strategy for Battery–Supercapacitor Hybrid Power System

Authors :
Seydali Ferahtia
Ali Djerioui
Azeddine Houari
Theophile Paul
Tedjani Mesbahi
Hegazi Rezk
Samir Zeghlache
Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (ICube)
Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Réseau nanophotonique et optique
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Matériaux et nanosciences d'Alsace (FMNGE)
Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
École Nationale du Génie de l'Eau et de l'Environnement de Strasbourg (ENGEES)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Strasbourg (INSA Strasbourg)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de Recherche en Informatique et en Automatique (Inria)-Les Hôpitaux Universitaires de Strasbourg (HUS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Matériaux et Nanosciences Grand-Est (MNGE)
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale (INSERM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Réseau nanophotonique et optique
Université de Strasbourg (UNISTRA)-Université de Haute-Alsace (UHA) Mulhouse - Colmar (Université de Haute-Alsace (UHA))-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Strasbourg (UNISTRA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Recherche en Energie Electrique de Nantes Atlantique EA4642 (IREENA)
Institut Universitaire de Technologie Saint-Nazaire (IUT Saint-Nazaire)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)-Ecole Polytechnique de l'Université de Nantes (EPUN)
Université de Nantes (UN)-Institut Universitaire de Technologie - La Roche-sur-Yon (IUT La Roche-sur-Yon)
Université de Nantes (UN)-Université de Nantes (UN)
Source :
Energies, Energies, MDPI, 2021, 14 (6), pp.1660. ⟨10.3390/en14061660⟩, Energies, 2021, 14 (6), pp.1660. ⟨10.3390/en14061660⟩, Energies, Vol 14, Iss 1660, p 1660 (2021)
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

International audience; This paper aims at presenting an energy management strategy (EMS) based upon optimal control theory for a battery–supercapacitor hybrid power system. The hybrid power system consists of a lithium-ion battery and a supercapacitor with associated bidirectional DC/DC converters. The proposed EMS aims at computing adaptive gains using the salp swarm algorithm and load following control technique to assign the power reference for both the supercapacitor and the battery while achieving optimal performance and stable voltage. The DC/DC converter model is derived utilizing the first-principles method and computes the required gains to achieve the desired power. The fact that the developed algorithm takes disturbances into account increases the power elements’ life expectancies and supplies the power system with the required power.

Details

Language :
English
ISSN :
19961073
Database :
OpenAIRE
Journal :
Energies, Energies, MDPI, 2021, 14 (6), pp.1660. ⟨10.3390/en14061660⟩, Energies, 2021, 14 (6), pp.1660. ⟨10.3390/en14061660⟩, Energies, Vol 14, Iss 1660, p 1660 (2021)
Accession number :
edsair.doi.dedup.....7fac58d6ec71f8c4a7547fc5ae48420a
Full Text :
https://doi.org/10.3390/en14061660⟩