风力发电系统中储能装置的经济评估

由于风的自然特性,使得风力发电机输出功率存在间歇性和波动性。利用储能装置中蓄电池的充/放电特性,有效地抑制输出功率的波动。从蓄电池性能指标和经济指标出发,提出一种储能装著经济效益的新型判据.根据并网电价、蓄电池成本、使用年限等因素,分析储能装置中蓄电池所产生的经济效益。     

基于离散粒子群算法的光伏微电网储能容量优化配置∗

传统储能容量配置策略为确保微电网运行的稳定性,在一定程度上增加了冗余投资,为此提出基于离散粒 子群算法的光伏微电网储能容量优化配置.通过蓄电池组与超级电容器的工程模型,获取光伏微电网储能装置的工作 特性,以容量配比最优、投资成本最小为目标构建储能容量优化配置模型,并引入离散粒子群算法求解模型,获得最 优储能容量配置结果.实例分析结果表明,对于蓄电池组与超级电容组成的储能装置,该方法在满足输出功率平衡的 基础上,给出了一个最优容量配比和最强经济效益的容量优化配置方案.     

储能在光伏发电系统中的应用

为了提高光伏发电系统的运行效率和供电稳定性,储能系统扮演着重要的角色。分析了铅酸蓄电池、锂电池等二次电池及超级电容器新型储能装置的特点。以铅酸蓄电池为例,总结了蓄电池各种充放电的控制和优化方案,阐述了不同的充放电方案对蓄电池性能的影响。对应用于光伏电站系统的各种储能装置的成本和运行效益进行比较,针对国内外光伏储能技术的发展状况,提出了几点建议。     

超导—蓄电池混合储能装置接于配电网对电压稳定性的影响

建立了超导储能(SMES)-蓄电池(BESS)混合储能在电压分析中的简化数学模型。充分利用蓄电池的能量密度大、造价低和超导储能的功率密度大,循环周期长的优点互补供电,大大提高了系统改善电压的性能。混合储能装置经双桥系统与配电网交流系统相接,能大大提高接入的容量。具有快速响应的超导储能装置使得混合储能装置具有快速接入的特点,采用触发角控制原则触动系统输出功率来改善电压稳定。在Matlab平台上,对给出的算例进行仿真计算。仿真结果表明,混合式储能装置接于配电网能有效的改善系统的电压稳定性。     

基于下垂控制的微电网混合储能系统调频策略

在微电网运行过程中功率的波动会影响系统频率的稳定性,储能装置可以有效抑制频率波动.针对不同储能装置特性和SOC状态,本文提出一种新的基于传统下垂控制的混合储能系统控制方法,混合储能装置选用互补性强的蓄电池和超级电容,超级电容担任主要频率控制单元快速提供功率响应频率变化,蓄电池响应负载的功率变化,并参与频率的二次调节,另...     

小型风力发电混合储能及能量管理系统

针对小型风力发电系统中风速和负载突变引起的功率波动,采用蓄电池和超级电容器组成混合储能系统进行平抑,为充分利用蓄电池和超级电容器所具有的互补性能,研究了能量管理控制策略。根据风速及负载的变化和超级电容器的荷电状态,控制混合储能装置的工作模式,使风力发电机、蓄电池和超级电容器3个能量源协调工作。为验证能量管理策略的有效性,用Matlab/Simulink进行仿真研究。仿真结果表明:风力发电机输出功率波动且负载突变时,采用混合储能能够减小功率波动对系统的冲击,使蓄电池工作在优化的充放电状态,有助于延长蓄电池使用寿命,加快储能装置响应速度,提高系统能量利用效率。     

应用于混合储能的组合级联式多端口变流器拓扑结构研究

针对光伏等可再生能源发电的间歇性和功率波动问题,提出一种新型的用于混合储能的组合级联式隔离型多端口变流器拓扑结构及其控制策略。该装置由蓄电池组、超级电容器组、多端口隔离半桥DC/DC变换器和级联式H桥DC/AC变换器组合而成。首先对该拓扑的工作原理进行了分析;然后结合相应的控制策略,通过滑动平均滤波算法将外界给定目标功率指令在各储能单元之间进行合理分配,并在PLECS上搭建了基于该装置的光伏电站并网模型进行仿真;最后,结合仿真结果和实际工程案例对该装置可带来的经济效益进行了定量分析。结果表明,所提出的混合储能拓扑结构可有效结合超级电容器功率密度高、响应速度快,和蓄电池能量密度高、适用于平抑长周期缓慢功率波动的特点,提高了间歇式电源并网运行的电能质量和可调度性,同时避免了蓄电池频繁充放电,显著延长了电池使用寿命。该装置可用于基于蓄电池-超级电容器混合储能(BSHES)的大功率储能电站,实现平滑可再生能源发电输出功率波动和微电网中的调频调压功能,模块集成度高,可实现模块化生产,具有广阔的应用前景。     

基于平滑控制策略的混合储能优化配置方法

针对分布式电源的随机性引起的联络线波动,在微电网中加入混合储能装置可以有效平抑该波动,提高电能质量。采用蓄电池与超级电容器组合的混合储能装置,以二阶低通滤波方式确定混合储能装置输出功率,提出一种考虑超级电容器剩余容量的超前控制策略对该功率进行修正,在不影响蓄电池寿命的基础上增加了超级电容器的寿命,建立了混合储能容量配置考虑年最小成本的经济评价模型。仿真实例验证了该方法的有效性。     

微型电网中蓄电池储能系统的控制策略

储能系统是微型电网正常运行的关键环节之一。为满足微型电网对储能系统的要求,这里选择铅酸蓄电池作为储能装置。铅酸蓄电池能量密度大、成本低且控制技术相对成熟。通过双向DC/DC变换器和所提出的蓄电池控制策略,成功地实现了蓄电池的能量管理。Matlab/Simulink的仿真结果及微型电网3 kW小功率样机实验充分验证了电路拓扑和控制策略应用于微型电网的合理性和实用性。     

基于费用效率法的风电场混合储能容量优化配置

复合多种类型储能装置是储能用于风电波动平抑的主要发展方向之一。针对复合超级电容器和多种介质蓄电池为例,研究其储能容量优化配置方法。由于风电出力具有非平稳性,因此首先采用经验模态分解(EMD)分割平抑任务,然后利用互补平抑实现储能装置优势互补,最后综合考虑风电平抑度、平抑方案经济性和储能装置寿命三方面因素,建立以费用效率(CE)为目标函数,用雨流计数法统计寿命折损的混合储能定容优化模型。利用所建模型分析了适当允许过充过放是否能够提高平抑方案的经济性和平抑能力。验证了多种介质蓄电池在合理的配置方案下联合超级电容器平抑波动,相较单种介质蓄电池能增加单位投资的平抑能力。     

冷热电联供微网环保经济调度研究

针对微网同时承担冷热电三种负荷的情况,提出了考虑蓄热蓄冷蓄电装置以及微源的冷热电联供微网环保经济调度模型。模型中设置冷热电供需实时平衡、微源及蓄能装置出力限制为约束条件,以微网运行的经济和环保的综合成本为目标函数。以一个包含燃气轮机、燃料电池、余热锅炉、吸收式制冷机、蓄电池、蓄热装置、蓄冷装置的微网为例,采用混沌粒子群优化算法对模型进行优化求解。算例验证了所提模型和算法的有效性,并讨论了不同蓄能装置对调度的影响。结果表明,蓄电池虽引起损耗上升,但能提高运行的经济性;蓄冷蓄热装置协调燃气轮机出力,降低了损耗和成本。     

一种新型蓄电池充放电专用节能装置

介绍了一种新型蓄电池充放电装置的系统结构和工作原理,并对其控制方法和控制电路进行了研究。在此基础上,研制了一台实验样机。实验结果表明,所研制的蓄电池充放电装置集充、放电功能于一体,既可作蓄电池的充电电源,实现对蓄电池恒压、恒流充电,又可作蓄电池放电的负载,把蓄电池恒流放电时的能量回馈到电网。且在蓄电池充、放电的过程中,均可以实现网侧电流正弦化和高功率因数、低谐波污染,节能效果显著,具有推广应用价值。     

电池梯次利用储能装置在电动汽车充换电站中的应用

针对电动汽车充换电站中动力电池的梯次利用问题,设计了电池梯次利用储能站,将充换电站中即将报废的电池用于储能放电,以降低电动汽车动力电池的使用成本。介绍了电池梯次利用储能站结构、电能控制系统以及储能控制策略,可以实现电动汽车充换电站动力电池的梯次利用、对电网负荷进行峰谷调节并作为充换电站的应急和后备电源。     

阶梯式快速混合储能系统设计及控制策略研究

针对微风、弱光条件下,风能、太阳能发电系统中储能设备效率低的问题,提出超级电容器阶梯式快速储能模型,并以超级电容器和锂电池为基本储能元件设计了阶梯式快速混合储能系统。基于超级电容器快速充放电的特点,将多个超级电容器串联,设计了一种阶梯式快速储能设备。利用锂电池能量密度大的特点,将阶梯式快速储能设备与锂电池结合,设计实现了一种阶梯式快速混合储能系统。该系统可实现充电、控制、保护和显示等功能。经过试验验证,该系统可解决风力、光伏发电机在微风、弱光状态下,电池低电压运行的储能问题,有效提高了微能的利用率。     

Ragone曲线在储能设计中的应用

储能作为微网的重要组成部分,技术经济性是其应用于微网的核心问题之一,储能的设计是微网研究的一项重要内容。其中储能器件的合理选择及其容量设计,是储能在微网研究中的重要内容之一。Ragone曲线是用来衡量与设计储能器件的有效手段,本文介绍了Ragone曲线的定义及其绘制方法,并以GFM-200铅酸蓄电池为例绘制了Ragone曲线,说明了曲线的意义,同时介绍了在微网系统中如何根据Ragone曲线合理选择储能器件。     

基于削峰填谷的钠硫电池储能系统技术经济分析

由于钠硫电池储能系统能量密度较大,能量成本较低,所以非常适合于削峰填谷等电力储能服务.以日本Meisei大学1 MW/8 MW.h的钠硫电池储能系统的运行数据为基础,研究了在日本、美国和我国的电价结构下该储能系统的技术、经济特性.研究结果表明,由于日本的峰谷电价差较大,美国有较大的峰谷电价比和容量电价,因此钠硫电池储能系统在这2个国家提供削峰填谷等辅助服务是可以盈利的,而在我国则不能实现盈利.为了促进钠硫电池等储能技术的可持续发展,应研究适用于我国电池储能技术的合理的电价机制.     

风光电站储能电池研究综述

介绍了适用于新能源发电的化学电池:铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、全钒液流电池的组成结构、储能原理,从原理上详细分析其特点及存在的问题,从技术特性、经济特性和安全性方面比较了各类储能电池,并在分析风光电站储能电池特性需求的基础上得出结论,全钒液流电池是风光电站储能系统的最佳选择。     

基于并网风电场的电池储能技术经济性分析

采用EnergyPLAN软件研究了电源结构为火电和风电的能源体系中,水性钠离子电池（aqueous sodium-ion battery,ASIB）在该能源系统中的技术经济性。研究结果表明：随着风储容量比的降低,能源系统的临界过剩发电量（critical excesses electricity production, CEEP）的削减量逐渐增大,而且风电的渗透比例越高,消减的CEEP值越大;随着风储容量比的降低,能源系统的年度CO2排放量和年度燃料成本逐渐减少;权衡年度总成本和CEEP值2个指标,从技术经济方面考虑,风储容量比为2.5：1～2：1时最优。     

磷酸铁锂电池均衡技术综述

为了达到规模储能的电压和容量要求,磷酸铁锂电池需通过串并联达到设计要求,而生产、使用过程的差异导致的电池单体不一致性,是影响储能电站寿命的主要因素之一,严重时构成安全隐患。本文从规模储能技术基本概念出发,介绍了现有均衡方案的基本拓扑结构和控制策略,列举了两种实际应用方案,提出了各种方案的优劣与发展趋势,旨在对提高规模储能的经济性研究提供有益的启发。