大容量链式电池储能系统及其充放电均衡控制

为实现高母线电压、大容量的城网储能.结合链式DC/AC变流器拓扑及多重化双向DC/DC变流技术,提出一种适合于大容量、多储能模块的电池储能系统结构.该储能系统可以不通过升压变压器直接接入10 kV以上电压等级母线,并可在较低开关频率下达到良好的输出谐波特性;系统中每个串联单元的直流电压可在电池组端电压的基础上进一步提高...     

车用锂电池新型双向主动均衡控制方案设计

电池组的均衡技术一直是解决电池组中单体的不一致性的重要手段,基于变压器的反激式双向主动均衡方案由于能量转换效率高而成为国内外研究的主流方向。应用TI公司的专有集成芯片,开发了一套适用于电动车锂电池的双向主动均衡的控制硬软系统原型,并通过多次反复的充放电实验证明,此套系统能有效地提升电池包的容量,延长电池包的使用寿命,并且安全可靠。     

1MW LiFePO4锂离子储能电池均衡实验

对1 MW磷酸铁锂(LiFePO4)锂离子储能电池进行放电、充电均衡.均衡后,单体电池的电压差减小,电池组的直流侧电压差、荷电态(SOC)差均减小.放电、充电均衡后,单体电池的电压差分别为0.011V、0.013 V;电池组的直流侧电压差为0.7 V、1.2 V;电池组的SOC差均为8％.     

电池储能系统双向PCS的研制

传统单向PWM整流器或单向PWM逆变器已经满足不了电池储能系统的要求。因此提出了一种新型双向功率变换器(PCS)拓扑,它不仅能满足电池的充电、放电要求,而且还能在电网断电时,对关键负荷进行供电。介绍了该双向PCS拓扑的工作原理,并对双向PCS 3种工作模式的控制策略进行了研究,在此基础上,研制了一台12 kW电池储能系统双向PCS,成功用于钒电池储能系统中。实验结果表明,此处设计的双向PCS功能强大、性能优良,能广泛应用于电池储能系统。     

储能电池模组的风冷散热优化设计研究

基于流体动力学和传热学原理,建立了电池单体对流换热的关系准则数学模型,获得了电池单体间距设计区间范围内的换热能力变化规律;提出了边界温度和流速条件对电池单体散热的影响度评价方法,结合基于电池单体间距优化仿真模型的电池单体温升和冷却空气温升及平均流速,获得了电池单体间距的较优数值。设计了某型105 Ah/7.8 kWh磷酸铁锂电池模组,计算了该型电池模组的温度场和流场,验证了电池单体温升和电池单体间温差均分布规律以及电池模组的散热性能,证明了所提出优化方法的正确性。研究结果表明,该方法对指导电化学储能电池模组的工程化设计具有一定的参考意义。     

串联电池组主动均衡拓扑及控制策略研究

电池单体以串、并联的形式构成电池组，广泛应用于各类储能系统中。由于制造工艺和使用环境的不同，以及电池单体间内阻、库伦效率等参数的不一致在反复充放电后形成电池组电量的不均衡，导致电池组可用容量下降、电池组整体功率衰退等。为此，针对串联电池组提出了一种包括基于正激变换器的双向DC/DC变换器及开关阵列的主动均衡电路拓扑。在主电路工作原理分析的基础上，进一步提出了一种基于聚类分析的SOC均衡控制策略，并以8节电池单体串联构成电池组进行均衡验证实验。实验结果表明经过均衡操作后，不均衡电池组可用容量有所提升，证明了均衡策略及均衡系统的有效性。与传统的“平均差”法可用容量提升2.6%相比，所提出的均衡策略可用容量提升10.8%，提升效果更明显，在均衡时间基本一致的前提下，对电池组一致性改善效果更好。     

火力发电厂储能调频电池系统设计

针对电网辅助服务市场储能调频项目缺乏成熟的电池系统设计方案,一定程度上限制了储能联合火电机组调频项目的发展,为推动国内储能系统发展的规模化、标准化,提升储能火电联合调频系统的设计水平,结合某发电公司2×350 MW储能调频项目,总结出该储能调频系统设计的电池系统关键技术,并提出电池系统设计中应注意的分选、热管理和均衡控...     

主动配电网电池储能系统优化配置方法

旨在确定全钒液流电池(VRB)储能系统(ESS)的最佳配置,以应对主动配电网(ADN)中风力发电的集成.相应地,提出了一种考虑储能的动态效率和寿命的电池储能系统优化配置方法.与以前的研究不同,所提出的储能优化配置方法中考虑了VRB的动态效率和寿命.此外,该方法综合考虑了风电消纳、减少负荷中断、减少温室气体排放、网损、V...     

一种双向能量转移型蓄电池主动均衡系统*

针对配网自动化终端DTU柜蓄电池内部存在不一致性,重复过充与过放导致蓄电池寿命缩短的问题,提出了一种基于变压器和振荡电路的高频脉冲工作方式下的双向能量转移均衡系统。此系统通过简单的操作实现电量从高电量单体电池向低电量单体电池的转移。将所提出的电池均衡系统应用于两节串联蓄电池并进行了仿真试验,结果表明,此均衡系统在速度、效率方面取得了良好的均衡性能。     

基于双向反激变换器的电池组主动均衡系统

应用于轨道交通、航空航天等领域内的电池组电压等级较高,针对电池组内电池模组间的均衡问题,此处提出了基于双向反激变换器的电池组主动均衡系统,其具有电气隔离、结构简单、成本较低等特点.同时,均衡系统由多个均衡单元组成,可以实现各均衡单元的独立控制,增加了均衡控制策略的灵活性.对组成均衡系统的各个部分及均衡控制策略进行了分析...     

基于单体光伏/单体储能电池模组的新型光伏储能发电系统

传统光伏储能发电系统都是由光伏阵列和储能电池组构成的,但这种结构易受光伏电池阴影效应及储能电池均衡性问题的影响。基于此,提出了一种由单体光伏电池和单体储能电池构成的新型光伏储能发电系统。该系统中,单体光伏电池和与之电压、容量匹配的单体储能电池构成光伏储能模组,一定数量的模组串联后组成串联支路,经升压型DC/DC电路汇流至直流母线,多个串联支路并联后向直流负载或经逆变器向交流负载供电。通过监测光伏电池、储能电池的电压电流,光伏储能模组能够在5种工作模式间切换以实现模组内的“自治”控制;同时,通过监测DC/DC变换器的输入电压,实现了光伏储能模组投入与切出的支路级控制。以太阳能的利用效率为衡量标准,提出了一种模组内光伏电池电压,参数的选择方法。最后,建立了新型发电系统的仿真模型,从原理上通过仿真验证了该光伏储能发电系统的可行性和有效性。     

用于电池储能系统并网的双向可拓展变流器及其分布式控制策略

随着储能系统规模的扩大,传统集中式变流器的结构已经无法满足其发展要求,分布式模块化的变流器结构及其控制系统成为发展趋势.提出了一种用于电池储能系统并网的双向可拓展变流器,给出它的2种拆解和拓展形式.在此基础上,分析了双向变流原理,与传统的电池储能变流原理不同,它完全通过控制电压源之间的幅值和相角差来改变功率的大小与流向,具有更好的静动态特性.针对传统集中式的控制方式,提出了双向可拓展变流器的分布式控制策略,将电网侧变流环节设计为被动功率控制,蓄电池侧变流环节设计为主动功率控制,避免了各控制器对功率调节的竞争,实现了电网侧和蓄电池侧变流环节控制系统的完全解耦,同时保证了变流器始终工作在单位功率因数的状态下.仿真与实验结果均与理论分析一致,变流器在稳态和暂态过程中都能正常工作,且达到了控制要求.     

串联电池组电感电容储能主动均衡方法

提出一种基于电感电容储能的串联电池组主动均衡方法,利用一个电感实现高电量单体的放电均衡,一个电感电容串联电路实现低电量单体的充电均衡,均衡能量可以在任意单体和电池组间转移。首先阐述新型均衡方法的拓扑结构、均衡原理及参数设计过程,建立与拓扑结构相适应的控制策略;通过搭建仿真模型,与同样基于电感电容储能的均衡方法进行对比分析,验证新型均衡方法均衡速度及均衡效率的特点,并分析新型均衡方法拓扑结构较为显著的成本优势;最后以四单体构成的串联电池组为例,通过搭建实验平台验证了电池组充电过程、放电过程及动态过程新型均衡方法的有效性。     

120kW电池储能系统双向DC/DC变换器的研究

在电池储能系统(BESS)单级PCS基础上引入双向DC/DC变换器(BDC),实现多路电池组的并联运行。根据大功率场合及储能电池充放电特点,对120 kW电池储能系统中的BDC进行了设计。阶段式充放电模式及双闭环控制策略为储能电池组提供了安全、灵活、可靠的充放电解决方案。仿真结果表明:所提出的控制策略具有较高的控制精度,系统具有理想的直流纹波系数。     

基于能量转换策略的锂电池组均衡技术研究

针对目前电动汽车锂电池组中模组能量不均衡的难题,以电动汽车的三元锂电池组为研究对象,通过电感的方式建立模组间的主动均衡模型,以模组间SOC最大值与最小值的差值作为均衡系统是否开启的判断依据,并对所提出的模型方案进行仿真分析。实验结果表明:所搭建的电感式均衡模型对于模组间的能量均衡有很好的作用,且在随着电池容量衰减、内阻变大的情况下,其均衡速率更快。     

锂离子电池组在线均衡系统设计

分析锂离子电池组不一致性产生的原因,阐述了电池组均衡的意义。在分析现有均衡电路拓扑结构的基础上,提出一种3 A电流充电均衡电路,完成了电池组在线均衡系统硬件电路设计。以电池组容量利用最大化为均衡目标,提出了电池组在线均衡控制策略。最后搭建电池组均衡测试平台实验验证了在线均衡系统及控制策略的可行性和可靠性。     

基于双向反激变换器的电池均衡电路研究

针对锂离子电池长期串联使用出现的不一致问题,提出了一种基于双向反激变换器的新型低成本均衡电路.均衡电路以荷电状态为均衡判据,包含采样判定电路、电池选通电路、双向反激变换器三部分.介绍了电路的工作原理和低成本实现方式,针对含有6节单体电池的串联电池组制作了均衡电路样机,实验结果表明,该均衡电路可以有效均衡串联锂离子电池组...     

导热界面材料与强制风冷在储能模组内的应用

为探索导热界面材料与强制风冷冷却在锂离子储能电池模组中的应用模式,分析了导热界面材质的特性以及工程应用模式,并通过对比实验验证得到测试结果。研究结果表明：在某些中高倍率应用场景下,可以使用导热界面材料和强制风冷冷却双管齐下的散热方式;利用导热界面材质良好的填充效应可以提升锂离子电池模组的散热能力,可为储能电池模组热管理系统设计提供理论依据。     

备用电源阀控铅酸电池组主动均衡研究

探讨了备用电源中浮充电压对阀控铅酸电池寿命的影响,要保证电池的使用寿命,必须有合适的浮充电压.讨论了传统的均衡充电不适合阀控式铅酸电池,提出了电池组主动均衡的方法.通过主动均衡,可以使电池电压达到足够的均衡精度,保证电池的安全稳定和使用寿命.