站用直流系统锂电化改造应用研究

分析磷酸铁锂电池的应用场景,探讨磷酸铁锂电池在储能、电动汽车以及变电站备用电源系统的应用情况,介绍磷酸铁锂电池在某110 kV变电站直流电源系统应用效果.通过磷酸铁锂电池与铅酸蓄电池性能对比分析,指出铅酸蓄电池由其材料体系和本征特性决定其存在极板裂化、电解液失水、酸液腐蚀等问题,磷酸铁锂电池在常规性能、安全性、温度特性、寿命特性、倍率放电性能和废弃处理等方面存在主要优势,并进一步对两者进行技术经济比较,从性能、购置成本、安装成本、使用维护成本和全寿命周期管理等方面分析磷酸铁锂电池替代铅酸蓄电池的可行性,对变电站直流电源系统智能化应用具有重要意义.     

磷酸铁锂电池在变电站直流电源系统中的应用分析

文章分析了现有变电站直流电源系统电池性能的不足,从性能、成本和技术难点方面探讨用磷酸铁锂电池替代阀控密封铅酸电池的可行性,并基于马圩变电站的应用实例,提出磷酸铁锂电池应用于变电站直流电源系统的安装及运行维护要点。     

浮充式保护型磷酸铁锂电池在电力工程应用

本文介绍一种用于电力工程直流电源系统的浮充式保护型磷酸铁锂电池,重点解决常规磷酸铁锂电池在长期浮充电运行工况下的安全问题。通过试验数据分析,描述了浮充式保护型磷酸铁锂电池的性能特点及优势,并解决了在电力工程中应用的几个关键技术问题,为规范磷酸铁锂电池在电力工程中的应用提供参考和依据。     

磷酸铁锂电池在变电站的应用安全性分析及其系统设计

国内从磷酸铁锂电池的浮充性能、磷酸铁锂电池浮充性能改进以及非浮充式的磷酸铁锂电池直流系统等方面研究了磷酸铁锂电池在变电站应用的可行性,磷酸铁锂电池被视为变电站直流电源中铅酸蓄电池的理想替代品。但是磷酸铁锂电池仍然存在不能过充过放、一致性差、单体容量小等缺点,使其在变电站的应用中存在不可忽视的安全风险。为解决以上问题,本文设计了一种先串联满足电压等级再并联满足容量要求的磷酸铁锂电池拓扑结构,并对各串联电池组进行独立的充电控制,避免过充电及并联电池组的环流风险,满足交流失电时直流母线的无缝供电要求。     

110kV变电站直流系统锂电池容量计算

为了探索新型锂电池在变电站直流系统中的应用,根据110 kV标准变电站直流系统的配置,对事故负荷和事故持续时间等进行分析,考虑容量系数和可靠系数,并根据磷酸铁锂电池和三元锂电池的放电曲线特点,划分两种锂电池的有效工作区间,计算采用这两种锂电池作为110 kV变电站用直流电源时的电池配置,发现采用磷酸铁锂电池时,至少需要33串185 Ah的电池;采用三元锂电池时,则至少需要29串207 Ah的电池,所得结论大大证明了锂电池在变电站直流系统中应用的可靠性。     

磷酸铁锂电池作为变电站用直流电源的特性

为了探索磷酸铁锂电池取代铅酸蓄电池作为变电站用直流电源的工作特性,通过浮充电测试,对铅酸电池和磷酸铁锂电池在不同浮充电压下的浮充电流特性、搁置特性、模拟工况放电特性等方面进行比对分析,发现磷酸铁锂电池具有远远超过铅酸蓄电池的大电流放电能力;磷酸铁锂电池具有不同于铅酸蓄电池的浮充特性,建议其浮充电压应选择在3.50 V左右。对磷酸铁锂电池组进行长时间浮充试验发现,在室温下3.6 V电压浮充运行一年后,其容量保持率高达96.06%。     

一种变电站直流电源集成监控系统的设计

为了实现磷酸铁锂电池与传统变电站直流电源系统的通信,提高监控系统的可靠性,提出了一种集成式变电站直流电源监控系统设计方案。系统设计了一个专用的直流电源系统集成控制器,通过控制器,可有效实现对电池能量管理系统BMS、直流屏监控模块和其它监控设备的实时通信管理,更方便工作人员查看,提高了系统通信的实时性、可靠性。     

并联技术配磷酸铁锂电池在电力后备电源应用

针对电力系统变电站直流系统,在变电站蓄电池核对容量、直流电源技术改造中及事故处理中,应用并联技术配磷酸铁锂电池在电力后备电源替代传统的阀控密闭铅酸电池或镉镍作为后备电池。采用已有的新技术,并联技术配磷酸铁锂电池方案的设计,具有便携可移动、环保无污染、备用蓄电池维护量少、安全稳定、接线简单等特点,并进一步论证计算适合在220 k V及以下等级的变电站应用的安全性。     

磷酸铁锂电池性能与应用研究

磷酸铁锂电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、安全性能好、自放电率小、无记忆效应的优点。介绍磷酸铁锂电池的结构特点和充放电原理,对磷酸铁锂电池储能系统的构成和系统能量转换原理进行讨论,就磷酸铁锂电池在电动汽车电池、电网削峰填谷、风力发电、光伏发电等可再生能源的安全并网,分布式电站,UPS电源等领域的应用进行研究。     

磷酸铁锂电池直流电源系统应用研究

将铅酸电池和磷酸铁锂电池在常规性能、温度特性、寿命特性、充放电特性做了对比,从性能、成本、使用维护、安全性和废弃处理等方面分析了磷酸铁锂电池在变电站直流系统中运用的可行性,并提出了基于磷酸铁锂电池的直流系统在变电站中运用的技术设想。     

直流系统磷酸铁锂电池内阻测试标准分析

内阻是衡量磷酸铁锂电池性能优劣的关键参数之一,通过概述国内外储能领域磷酸铁锂电池直流内阻测试相关的标准,从适用对象、试样要求和测试程序等几个方面进行对比分析,为磷酸铁锂电池直流内阻检测提供参考,从而更加高效准确地开展磷酸铁锂电池内阻测试.     

基于气体在线监测的磷酸铁锂储能电池模组过充热失控特性

磷酸铁锂储能电池的热失控预警是其大规模推广应用急需解决的问题。首先分析了磷酸铁锂电池热失控产气机理,以硬壳磷酸铁锂电池模组和软包磷酸铁锂电池模组作为试验对象,分别由32块单体电池4并8串组成和72块软包单体电池6并12串组成,搭建与真实储能舱环境一致的试验平台。通过恒流过充的方式研究硬壳和软包磷酸铁锂电池模组过充至热失控的全过程,并采用可见光摄像头、气体探测器、红外监控系统进行全方位的产气在线监测。试验结果表明:磷酸铁锂电池过充至热失控燃烧是一个渐变的过程,并不是突变的;硬壳磷酸铁锂电池和软包磷酸铁锂电池过充热失控特性存在差异,但产气类型及气体质量浓度变化趋势基本一致;磷酸铁锂电池热失控各阶段反应现象与气体的质量浓度变化存在相互联系,可将H2、CO、CO2作为一级预警,HCl、HF作为二级预警,通过监测气体质量浓度变化,在过充的早期阶段做好应对措施,避免储能电池进一步热失控燃烧。研究结果可为磷酸铁锂储能电站的预警和消防提供有效的理论和试验支撑。     

基于并联智能电池组件的分布式直流电源系统

针对十堰郧县220 kV变电站采用就地布置二次设备预制舱的布置方案,紧密结合一体化电源技术特点,提出选用新型的分布式直流电源系统,采用并列蓄电池组方案,对该技术方案的可靠性进行论述。结合并列蓄电池方案以及新型蓄电池技术发展热点,提出选用磷酸铁锂蓄电池并对该种蓄电池进行选型论证。对常规铅酸蓄电池的直流电源系统及采用磷酸铁锂的分布式直流电源系统进行全寿命周期技术经济比较,发现新方案更加经济可靠,最终确定了本站一体化电源系统的方案。     

基于混合粒子群优化的混合储能直流电源系统

目前普遍应用的直流操作电源是由铅酸蓄电池供电,环保性较差、对高频装置响应速度较慢。针对这些问题,采用一种新型混合储能直流电源系统,其储能装置由锂电池和超级电容器构成,并提出一种基于超级电容器SOC的动态限制锂电池功率的混合储能能量管理策略。通过混合粒子群优化算法（PSO-NM）以降低锂电池的瞬时功率为目标离线求解全局最优解,有效提高了锂电池的使用寿命。最后,通过MATLAB/Simulink仿真验证了该方法的有效性,实验测试证明新型直流操作电源响应速度快,供电更加可靠稳定。     

MRD减振控制系统的后备混合储能电源设计与仿真

针对磁流变阻尼器MRD(magnetorheological damper)减振控制系统后备电源采用单一蓄电池供电存在响应时间慢和稳定性差问题,提出锂电池/超级电容的后备混合储能电源。首先进行储能系统供电方式的选择及容量配置,然后设计了锂电池和超级电容分别串联双向DC/DC变换器进行功率分配的混合储能结构,再将负载端电流滤波后的高频分量和低频分量用来实现变换器电压电流闭环控制,最后在Matlab/Simulink中搭建混合储能仿真模型,进行输出响应和脉冲功率扰动仿真,对单一锂电池储能和混合储能电源进行性能比较。结果表明,混合储能电源的输出响应时间可达毫秒级;超级电容能提供80%起始功率,并且在脉冲功率扰动下补偿波动功率,以维持母线端稳定,满足MRD减振控制系统的实际工程需求。     

军用航空应急起动电源设计与实现

目前,国内军用航空应急起动电源多采用镉镍蓄电池组作为储能单元,镉镍电池组存在能量密度较低、成本高、寿命低等缺陷。为了减小航空蓄电池体积、质量,提升航空应急起动电源性能,提出了一种基于钛酸锂电池模组的航空应急起动电源系统设计方案,组装了一套34 Ah的钛酸锂电池模组替换原有的航空镉镍电池组,并且通过实验对比了钛酸锂电池组与镉镍电池组在常温与低温下大倍率放电性能。针对钛酸锂电池模组,研发了一套电池管理系统,实现了15 kW钛酸锂电池组军用航空应急起动电源的样机设计。     

光储直流微网能量协调控制方法

直流微网中分布式电源出力的随机波动性,不仅会引起直流母线电压大范围波动,还会影响系统的稳定运行。对此,提出了一种光储直流微网能量协调控制方法,实现了因系统功率供需不平衡引起的母线电压波动的快速平抑。该方法优先利用新能源为负荷供电,通过设定并网变换器和储能模块的工作阈值以协调管理各模块间的能量流动,避免直流母线电压小范围波动引起电力电子器件频繁动作,实现能量的最优利用。在并网状态下,直流微网通过并网变换器与大电网进行能量交换;在离网状态下,光伏模块与混合储能模块协调配合给本地负载供电。其中,考虑混合储能模块的充放电裕量,结合超级电容功率密度大和锂电池能量密度高的特点,混合储能模块让超级电容先工作来平衡系统瞬时功率,提高系统的动态响应特性,减少锂电池动作次数,延长使用寿命。锂电池工作后,可以配合超级电容调整直流母线电压,防止超级电容达到饱和的速度过快。仿真验证了所提方法的有效性。     

直流操作电源微机监控装置设计方案

直流操作电源系统是变电站中的重要设备。为满足变电站无人值守的要求,直流操作电源系统需配置微机监控装置,其主要功能是实现电源系统的自动化管理、蓄电池组的最优化管理,并具备“遥信、遥测、遥控”功能,实现数据远传。在监控装置电路的设计中,应尽可能选择标准化器件、模块化结构的典型电路,应留有余地,以备扩展。并增加抗干扰能力,使整个系统具有自诊断和自恢复的功能。     

一种应用于输电线路监控系统的太阳能供电系统

针对装设在输电线路杆塔上的监控系统独立供电困难的问题,结合环保、节能、长时间持续供电的原则,设计了以锂电池为储能设备的太阳能供电系统。通过设计管理控制电路,解决锂电池的充放电,同时对锂电池进行保护。以工程应用为背景进行了实例计算。