基于光纤光栅技术的电池模组温度场监测

针对储能用锂电池系统成组数量多、温度场复杂所带来的电池安全管理困难的问题,本文介绍一种基于光纤光栅传感技术的大型储能用电池模组温度监测系统设计方案.通过对裸光纤串进行附加玻璃纤维管的加强封装,实现了在对裸纤进行保护的同时,避免了电池温充放电过程中的微应变对温度测量的影响.经充放电测试实验表明,该方案可实时高精度采集储能...     

储能系统直流侧纹波电流对锂离子电池寿命影响分析及优化控制策略

针对储能系统直流侧纹波电流对磷酸铁锂电池寿命影响问题,通过分析磷酸铁锂电池寿命模型的变化机理和规律,发现纹波电流下影响磷酸铁锂电池寿命的关键因素是电池充放电状态期间的电流平均值而非电流有效值,电池充放电状态期间电流的平均值越大,电池老化程度越快,并通过设计仿真以及实验验证了所发现的规律。基于该规律可优化储能系统安全经济运行的控制策略,在电网不平衡时采取抑制交流侧功率波动而放宽直流侧功率波动的控制策略,并在光储系统恒定有功功率并网时,基于电池老化特性曲线和储能系统并网谐波含量符合要求下,提出了一种延长储能电池使用寿命的多储能变流器协调控制策略,与传统控制策略相比,可减缓电池老化速度的19.8%。     

双锂电池–电容器混合储能系统控制策略设计

针对电池储能用于平抑风电功率波动时频繁充放电切换工作状态降低了电池使用寿命的问题,提出了锂电池寿命衰减程度评价方法,并根据此方法确定了锂电池在寿命周期内吞吐最大电量所对应的最佳运行充放电循环深度。考虑到能量型储能介质和功率型储能介质的优势互补以及单电池储能运行充放电循环深度对电池带来的不利影响,采用了基于双锂电池和超级电容器的混合储能系统主电路结构,并根据分段均值方法确定储能系统的参考功率,设计了锂电池运行在最佳充放电深度内的运行控制策略。最后基于国内某风电场的实测风电功率数据,对提出的储能系统结构和运行控制策略的合理性和有效性进行了验证。算例结果表明,在完成同一个目标指令时,单储能运行时充放电循环深度与标准充放电循环深度的偏离程度较大,对电池储能寿命衰减的影响较大;而双电池储能A、B单元能在所提出的协调控制策略下尽可能运行在标准充放电循环深度,从而提高了电池的使用寿命和经济效益。     

磷酸铁锂电池在光伏发电中的应用

高性能的储能电池对光伏产业的发展至关重要。相比于铅酸电池,磷酸铁锂电池具有比能量高、储能效率高、循环寿命长、使用成本低等优势。利用该类型锂电池作为储能装置,可把能源效率提高至90%左右,因此非常适合用作新能源储能装置。就常规性能、储能特性等方面将铅酸电池和磷酸铁锂电池作了对比。在分析了将磷酸铁锂电池用作光伏系统储能装置的可行性的基础上,设计了相应的光伏发电储能系统。     

一种基于LTC6813的储能电池管理系统设计

提出了一种基于LTC6813的储能电池管理系统，该系统按照三层架构三级网络进行通讯设计。系统设计了三层装置：第一层为电池模组管理单元，第二层为电池簇管理单元，第三层为电池堆管理单元与液晶显示单元。对本系统内关键功能进行阐述，推导出本系统设计的温度采集方案的模型，并且理论测试与实际应用进行了对比。针对绝缘检测功能，提出了平衡桥不平衡桥绝缘测试方法，并理论结合应用进行方案验证。所提出的储能电池管理系统在实际工程中进行了应用，并获得了系统完整充放电循环的数据曲线，验证了系统的可实施性。     

基于运行数据融合的储能电池一致性评估方法研究

利用储能电池的电压极差、电压标准差系数以及温度极差3项电池一致性指标,提出基于模糊评估的储能电池一致性综合评估方法。该方法通过对一段时间内电池储能系统历史运行数据的融合,得出该时间段内的储能电池一致性,方法简便实用。以某250kW磷酸铁锂电池储能系统的历史数据为基础,对电池一致性进行评估分析,结果表明该方法可准确评估电池一致性,并可及时发现可能存在异常的单体电池,进行重点分析与监测。一致性评估分析结果将为电池储能系统的检修维护提供重要的参考依据。     

一种液冷一体储能电池管理系统的设计

随着大容量、高功率密度储能的需求增长，液冷式储能成为行业发展趋势。液冷式电池模组容量大、电芯数量多、系统电压高，对电池管理系统实现电池数据采集、系统控制管理与系统运维功能提出了更高要求。提出了一种基于液冷一体储能系统的电池管理系统，介绍了整个系统通信架构以及各级管理单元的设计，阐述了各单元的功能配置。对比目前市场常见的4种被动均衡方案所存在的局限性，按照外置MOS的方案设计了被动均衡电路，实现了均衡控制并减少了人为补电操作。提出的系统已在实际工程中得到应用，获得了完整充放电循环数据曲线，验证了系统的可实施性。     

适用于液流电池储能系统的电池管理系统

对液流电池储能系统和锂电池储能系统进行了对比,对液流电池管理系统的要求进行了介绍,进而提出了适用于液流电池储能系统的电池管理系统.这一电池管理系统采用模块化结构,具有较高的灵活性,可以根据液流电池储能系统的容量进行相应的配置.     

基于双回路SOC调节的风电场功率平滑控制策略

针对风电并网发电系统的功率波动问题,本文研究了一种基于双回路SOC调节的混合储能系统风电场功率平滑控制策略。对含有全钒液流电池和锂电池的混合储能系统,通过双回路SOC调节控制,合理分配锂电池和液流电池的实际输出功率,并实时更新混合储能的荷电状态。该控制策略实现了风电有功功率的平滑需求,并且使锂电池和全钒液流电池的SOC值稳定在安全范围内,可以有效减少锂电池的充放电次数,达到保护电池的目的。通过仿真实验,验证了该控制方法的有效性。     

新型无均衡管理光伏锂电储能发电模组及其MPPT控制策略

为解决既有基于锂电无均衡管理(NBCM)的光伏锂电储能发电模组存在的光伏电池面板与锂电池之间需要严格的电压匹配及其带来的能效损失问题,改善光伏电池面板串级阴影效应以及功率变换器高频开关耦合产生的对地漏电流效应,提出一种改进的NBCM光伏锂电储能发电模组拓扑结构,其控制单元由前级光伏电池自适应电压均衡单元和后级SEPIC馈电升降压(SFBB)变换单元构成。在此基础上,提出一种基于极值搜索控制(ESC)和Lyapunov开关耦合控制的2-Lyap ESC最大功率点跟踪(MPPT)控制策略,以提高NBCM光伏锂电储能发电模组内串联光伏电池模块的MPPT输出能效,优化模组能量管理。仿真结果验证了该拓扑及MPPT控制策略的有效性。     

蓄电池充放电管理的全过程仿真研究

为了实现蓄电池不同充放电控制策略之间的切换,提出了一种基于蓄电池荷电状态(state of charge,SOC)实时监测的蓄电池充放电管理的控制方法。在考虑蓄电池的动态数学模型基础上,研究了蓄电池的SOC监测、充放电特性曲线、充放电控制电路、充放电管理策略和电池的分组管理等问题。以蓄电池的SOC作为蓄电池充、放电判断条件,实现了蓄电池进行自主充、放电管理的控制策略。利用PSCAD/EMTDC仿真软件,通过算例系统验证了蓄电池模型和充放电控制方法的正确性和有效性。研究表明,通过合理的蓄电池充、放电管理及切换,实现蓄电池充放电全过程,为蓄电池组无论作为独立电源还是在微网孤岛模式下与其他间歇性能源相配合使用均提供了一定的理论参考。     

电池储能单元群参与电力系统二次调频的功率分配策略

大规模电池储能电站响应频繁的电力系统二次调频小额功率需求时,面临二次调频功率在电池储能单元群之间分配的问题,分配不当会劣化储能电站运行效率。文中分析了电池储能单元充放电功率对其能量转换效率的影响,构建了电池储能单元充放电功率-效率模型,提出使电池储能电站整体能量转换效率最大化的电池储能单元群功率分配策略。该策略可以提高电池储能电站运行效率、减小功率损失,同时在小额调频功率需求场景下可以减少电池储能单元响应数量和延长电池储能电站寿命。仿真分析验证了所提功率分配策略的有效性,与按比例功率分配策略和最大充放电功率分配策略对比结果表明,所提出的功率分配策略在提升电池储能系统运行效率以及减缓电池寿命衰减方面均具有优势。     

太阳能电动车混合储能系统的能量管理策略研究

论文提出了一种适用于太阳能电动车的混合动力储能系统方案,给出了该系统的能量管理控制算法,其核心是分配、协调和优化太阳能、蓄电池和超级电容的能量。该系统包含太阳能电池板、boost变换器、蓄电池、超级电容、双向DC／DC变换器和直流无刷电动机。文中提出了一种新的双向DC／DC变换器的控制方法,能够充分利用超级电容的快速充...     

灰色系统在蓄电池健康管理中的应用研究

开展蓄电池的健康管理,必须加强蓄电池充放电过程控制,尤其防止过充电过放电发生。根据蓄电池的充放电过程影响因素复杂的特点,本文采用灰色模型预测蓄电池的充放电电压,并根据预测的电压控制蓄电池的充放电时间。实例表明,应用灰色系统对蓄电池健康管理能有效防止过充电和过放电现象发生,对延长蓄电池的使用寿命具有重要意义。     

基于电池电流前馈控制策略的两级式双向储能变流器控制

当下储能发展的速度以及多样性催生了多种不同电压等级的储能电池,所以能适应不同电压等级电池组的双向储能并网系统是当下分布式发电发展的关键,而由于直流的DC/DC变流器具有升压功能,所以将直流斩波与逆变背靠背设计能够满足此条件,但是由于在电池充放电过程中直流母线电压存在严重暂态波动,严重降低了储能系统的稳定性。为此本文针对背靠背的储能变流控制系统在充放电过程中所出现的暂态性提出一种基于电池参考电流前馈补偿控制策略,并采用不同电压等级的电池接入系统进行仿真验证。     

下垂式控制技术在微电网中的应用

储能变流器是微电网与蓄电池组之间的连接设备,功能为实现能量的双向交换。所研发储能变流器可以实现多组电池的独立控制、系统容量的灵活配置以及电池组的灵活投切,结构设计采用多级型拓扑,包含15个并联的半桥型非隔离双向DC/DC变换器,控制策略设计为并网变流器采用SVPWM控制技术,DC/DC变换器根据设计环境设计改进下垂控制策略。所设计大功率储能变流器产品已完成相关下垂控制充/放电和满功率并网试验,充/放电电流准确跟踪指令电流并网效率超过95%,验证了设计的合理性和有效性。     

光蓄互补发电系统控制策略的研究

本文通过研究由光伏阵列、蓄电池组及其管理系统、光伏变流器、负载及电网共同组成的光蓄互补发电系统,根据蓄电池的特性和现在开关器件控制技术的发展,针对蓄电池的充/放电控制策略进行了研究,三相逆变器采用基于空间矢量脉宽调制(SVPWM)的空间矢量控制方式,在介绍了SVPWM的基本原理及合成方法后,对并网和离网两种系统工作模式的控制策略进行了研究,最后控制理论研制了光蓄互补发电系统用变流器,并搭建试验平台对系统进行试验测试,验证了控制策略的正确性。     

考虑电池储能单元分组优化的微电网运行控制策略

针对大规模电池储能系统参与微电网调节面临储能单元充放电路径优化选择问题,基于对储能单元能量转换效率与运行功率关系的研究,提出了以双电池储能系统（DBESS）控制策略为基础,充、放电单元组可临时转换的控制方式,以克服DBESS结构功率调节能力不足的问题。制定了储能单元间功率分配机制以降低储能单元启用数量,减少了储能单元因功率分配不当而造成不必要的寿命衰减和能量损耗。基于含8个储能单元的风光储共交流母线型微电网系统,结合给定功率波动平抑需求,对所提控制策略、DBESS控制策略和传统控制策略进行仿真分析,从储能系统控制效果、循环寿命和能量转换效率的角度验证了所提策略的合理性和有效性。     

基于前馈自抗扰控制方法的蓄电池储能控制策略

针对光储微电网系统中蓄电池储能存在抗干扰能力较弱、直流母线电压波动较大、充放电有效性差等问题,提出了基于前馈线性自抗扰控制(FF-LADRC)方法的蓄电池储能控制策略。建立双向DC-DC变换器数学模型,并在传统蓄电池双闭环储能控制的研究基础上,通过在电压环和电流环中分别引入LADRC,并且在电压环中加入前馈控制,从而完善了双闭环控制策略,以实现对蓄电池储能系统中充放电过程进行有效控制。仿真结果表明,所提基于FF-LADRC方法的蓄电池储能控制策略能够抑制直流母线电压波动,并且有效提高蓄电池储能系统的充放电性能和降低储能系统超调量。     

基于双铅碳电池储能系统的微电网优化运行控制策略

针对风力、光伏发电与电动汽车充电波动性威胁微电网安全运行问题,基于对铅碳电池全生命周期内吞吐电量与充放电深度关系的研究,提出了基于双电池储能系统(DBESS)运行平衡度指标控制的充放电模式切换路径优化策略,以及基于铅碳电池最佳充放电深度的DBESS充放电控制策略。利用包含风光发电、双铅碳电池储能系统、锂离子电动汽车充电和常规负荷的实测运行数据,对上述控制策略与传统控制策略的计算结果进行了对比分析,结果表明所提出的控制策略不仅可以达到优化DBESS充放电路径的目的,最大限度拓展DBESS可用容量,还可打破DBESS始末荷电状态一致的限制,提高储能系统使用灵活性。最后以DBESS充放电饱和能力指标及充放电稳定性指标为评价标准,验证了所提出控制策略的合理性和有效性。