水质污染带来的影响不可小觑,已经严重影响到人们的日常生活和各个行业的进一步发展。电浮标作为水质监测的重要手段,已经广泛分布在江河湖海,由于其特定的工作环境,对电浮标的性能要求提出了较高要求。本文在国家提出海洋强国的背景下,基于上海市科委海洋环境监测用电浮标设计的项目,对海洋环境监测用电浮标的能源管理进行方案设计研究。通常电浮标主要包括传感器数据采集、通信模块、控制模块、电源系统四个部分。在海洋环境条件下,电源系统往往决定着整个电浮标系统的运行正常与否。目前,许多海洋设备通常采用的是太阳能和蓄电池相结合的供电方式,由于太阳能电池的发电效率目前还是处在较低的阶段,因此对提高太阳能能源的利用效率具有重要的作用。本文在综合国内外对电浮标研究进展的基础上,对电浮标电源系统的能量存储、能量的转换和电源系统的稳定性做了进一步的优化设计。在电浮标的能量存储方面,在现有供电方式的基础上,加入超级电容作为电浮标电源系统的辅助储能设备,根据光照的强度建立不同情况下的能量流动模型,对辅助设备和储能系统的硬件电路进行设计,最终实现对电源系统能量存储的有效管理,避免了弱光条件下太阳能电池能源的浪费,增加了电浮标对能源的存储。在电浮标的能量转换方面,对电源系统能量转换模型进行分析,对电池储能和混合模式储能下电池和超级电容的SOC值进行监测,以此来观察混合模型的实际效果,同时对不同模型下的电池充电电流进行分析仿真,通过曲线对比,可以看出混合储能模式下,能减少充电时的峰值电流和电压对系统和储能设备的冲击,减少设备的损伤。在对能量转换模型分析的基础上,对模型中的关键转换电路作进一步的损耗分析,建立效率模型,使电路的能量转换效率得到有效的提高。在电源系统的稳定性上,采用PID算法对系统的电压进行调节,对PID的关键参数结合实际经验进行进一步的优化。搭建实验测试环境,采集加入PID算法和未加入PID算法两种情况下的太阳能电压、电流、功率和电池的充电电压进行对比,验证PID算法对系统稳定性的作用,最终验证了PID算法对系统稳定性调节的有效作用,并将采集到的信号参数曲线作为电源管理系统稳定性的评价指标。通过对电浮标的能源存储、能量转换和系统的稳定性三个方面的优化设计,最终实现对电浮标的电源系统进行有效的能量管理。