考虑电池储能老化和需求侧响应的交直流混合配电网动态重构方法

现有的电池储能模型一方面认为电池的充放电功率和效率为固定不变的,另一方面有关电池储能的充放电过程对循环老化的影响缺少考虑,这与电池单元本体的非线性等效电路模型相违背。因此,考虑电池储能的循环老化成本、需求侧响应,提出了交直流混合配电网动态重构方法。通过对实际电池储能的充放电功率的运行区域进行采样,在凸包络的采样点集合中将非理想状态下的电池储能模型重构为线性模型。在此基础上,分别建立了基于累积吞吐电量和放电深度的循环老化成本模型,构建了综合成本最小化的交直流混合配电网动态重构模型。并采用混合整数二阶锥规划方法求解。在改进的33节点算例上仿真验证了所提基于放电深度的循环老化成本模型的经济性,分析了交直流混合配电网重构方法经济性的影响因素。     

Na3Zr2Si2PO12固态电解质研究进展

钠离子电池具有资源丰富、能量密度高等优点,使用固态电解质的固态钠电池兼具高安全性成为研究热点。固态电解质是超离子导体,是固态电池关键材料。Na₃Zr₂Si₂PO₁₂是钠超离子导体（NASICON）中最具代表性的固态电解质材料。总结了Na₃Zr₂Si₂PO₁₂材料的结构、离子传输机制及其相互关系,旨在从机理上理解Na₃Zr₂Si₂PO₁₂固态电解质中钠离子传输性能;总结了主要制备方法,指出了不同方法的优缺点;在提升离子电导率方面,对合成工艺、掺杂、界面因素进行了总结,力求归纳和探索合成高性能钠离子固态电解质的途径。     

MoS2/C纳米复合材料的合成及其电化学性能研究

理论比能量高达2 600 Wh/kg的锂硫电池已经成为锂电池研究热点,然而硫导电性不好、穿梭效应和锂化体积效应较大等问题阻碍了锂硫电池的产业化。将无定型多孔碳材料的高导电性和极性MoS₂的固硫作用相结合改善锂硫电池的电化学性能。所得的S@MoS₂/C在0.05 C和2 C电流密度下的放电比容量分别为1 507和406.3 mAh/g,比S@MoS₂在相同电流密度下的放电比容量（1 400和345.7 mAh/g）更高。在循环性能测试中,S@MoS₂/C容量保持率为46.9%,要高于S@MoS₂（39.1%）。因此,MoS₂/C复合材料作为硫载体可以显著改善锂硫电池性能。     

电池储能提高电力系统调频性能分析

针对同功率电池储能系统对火电机组调频替代能力量化不明确的问题,通过分析对比电池储能系统与火电机组调频的原理,确定储能调频在频率响应稳定性和快速性方面的优势。从调差系数出发,分析储能对高比例可再生能源调频系统的影响,确定同功率储能对火电机组在提升调频效果方面的优势。定义了储能调频替代的功率和能量指标,并提出储能提高频率最低点的替代指标。最后,根据所提出的相关定量指标,以中国东部某区域电网系统为例,分析了不同扰动场景下多时间尺度的储能的替代能力,验证了电池储能对火电机组的高替代能力。     

Fe3Se8/Co3Se4/NiSe2/NC复合材料的制备及性能

由于锂资源的价格逐渐攀升,亟需开发价格低廉的电池系统。通过共沉淀法合成FeCoNiCP片状前驱体,再经过包覆多巴胺、退火和在氮气下硒化,制备钠离子电池负极材料Fe₃Se₈/Co₃Se₄/NiSe₂/NC。在0.01~3.00 V充放电,以0.1 A/g的电流循环70次,电极仍有468.38 mAh/g的可逆比容量;在0.1 A/g、0.2 A/g、0.5 A/g、1.0 A/g、2.0 A/g和5.0 A/g的电流下,分别具有363.85 mAh/g、345.88 mAh/g、320.73 mAh/g、308.31 mAh/g、290.33 mAh/g和249.29 mAh/g的可逆比容量。Fe₃Se₈/Co₃Se₄/NiSe₂/NC复合材料较好的电化学性能,可归因于碳导电网络、多金属硒化物和独特的纳米结构的协同作用,缓解了充放电过程中的体积膨胀。     

考虑多种储能的数据中心综合能源系统配置优化

数据中心是中国数字化发展的关键基础设施,如何通过配置多种储能设施以降低数据中心综合用能成本亟须研究。对数据中心采用的储能技术路径进行了效益分析,考虑了数据中心综合能源系统配置优化及能源系统运行策略。以北京某数据中心为例,进行算例分析,结果表明数据中心优化配置应急与调峰储能及系统运行策略对数据中心提高能源供应可靠性、降低运行成本具有积极作用。     

基于强化学习的电动汽车换电站实时调度策略优化

随着电动汽车的应用推广,换电站的调度优化逐渐成为研究热点。传统的基于换电需求预测值的调度策略在实际应用中面临着难以适应动态干扰因素、预测误差累积等问题。为了解决这些问题,提出了一种基于带基线的蒙特卡罗策略梯度法的换电站实时调度策略,用于优化换电站的充放电策略以及响应电池数量。提出了带基线的蒙特卡罗策略梯度强化学习,并为换电站实时调度问题选取合适的状态空间和动作空间;设计了奖励函数对智能体进行离线训练,从电池状态数据、分时电价和排队电动汽车数量中学习得到最优策略网络;在离线训练好的模型基础上进行实时调度策略测试。基于换电站的服务可用率和经济效益验证了所提调度策略的有效性和经济性,算例结果表明所提策略能对电网负荷起到一定的削峰填谷作用。     

极地环境含风氢储混合微电网容量优化配置

极地环境复杂多样,常年低温且伴有极夜现象。为了合理配置极地环境微电网系统容量,提高极地环境微电网系统的供电可靠性,文中以中国南极科考站——中山站为研究对象,根据极地环境特性,提出利用富余风电制氢,并配置蓄电池储能装置的风氢储微电网容量优化配置模型。综合考虑极地低温对风机出力、蓄电池容量以及电力负荷的实时影响,以年度平均成本最小为目标,全年负载缺电率为约束,对极地环境下微电网供电系统的容量进行优化配置。算例仿真结果表明,风氢储系统不仅可以提高系统经济性和供电可靠性,还能有效减少能源浪费。     

考虑元件温-湿关联影响的氢燃料电池系统动态可靠性分析

为了研究元件关联作用对氢燃料电池系统可靠性的影响,以集流板、扩散层和催化层的性能状态与质子膜温度失效和湿度失效的关联关系为研究对象,利用马尔科夫方法建立元件多状态退化模型。通过转移系数描述元件状态转移率与关联特性的动态关系,构建新的状态转移矩阵;基于通用发生函数导出关联系统多态可靠性分析模型,并讨论了多元件关联情形的模型特点;结合Kolmogorov方程求得多态元件各状态下的概率,分别研究了单一关联组和多关联组温-湿复合影响两种情况下的系统可靠性趋势。结果表明: 质子膜的状态转移率会随着集流板、扩散层和催化层性能的退化而改变;当上述元件处于高性能状态时,质子膜的关联特性使系统的可靠度更高,而这些元件在低性能状态时,关联特性使系统的可靠度更低;冷却元件的状态对系统可靠性的影响比增湿元件状态的影响大。研究结果可为电池系统可靠性设计和寿命周期预测提供理论依据。     

Sandwiched Thin‐Film Anode of Chemically Bonded Black Phosphorus/Graphene Hybrid for Lithium‐Ion Battery

A facile vacuum filtration method is applied for the first time to construct sandwich‐structure anode. Two layers of graphene stacks sandwich a composite of black phosphorus (BP), which not only protect BP from quickly degenerating but also serve as current collector instead of copper foil. The BP composite, reduced graphene oxide coated on BP via chemical bonding, is simply synthesized by solvothermal reaction at 140 °C. The sandwiched film anode used for lithium‐ion battery exhibits reversible capacities of 1401 mAh g^?1 during the 200th cycle at current density of 100 mA g^?1 indicating superior cycle performance. Besides, this facile vacuum filtration method may also be available for other anode material with well dispersion in N‐methyl pyrrolidone (NMP).