基于PCMAC-PID的全钒液流电池储能系统功率控制

为了提高全钒液流电池（Vanadium redox battery,VRB）储能系统功率控制的快速性,文中提出一种分段量化小脑模型神经网络（piecewise cerebella model articulation controller,PCMAC）与比例积分微分控制（proportion integral differential,PID）相结合的复合控制策略（PCMAC-PID）,由PCMAC实现前馈控制,PID实现反馈控制。建立了VRB储能系统的数学模型,给出了复合控制器的结构及具体算法,最后通过仿真验证了复合控制策略的有效性。仿真结果表明,与PID算法相比,复合控制策略能更好地提高控制系统的响应速度且具有一定的鲁棒性。     

全钒液流电池储能系统的仿真研究

储能具有调峰幅度大、响应速度快等优点,对未来电网发展具有深远的影响。近年来,储能技术迅猛发展,为充分发挥全钒液流电池储能系统相较于传统电池储能技术的优势,对全钒液流电池储能系统进行了仿真研究。首先,根据全钒液流电池的基本结构分析了其原理及特性,搭建了全钒液流电池的电气模型。然后,对储能逆变器连接储能电池和电网的两种控制策略,定功率(PQ)控制策略和定电压频率(VF)控制策略分别进行了建模和仿真验证。最后,以北海热电厂为实际应用场景,将所搭建的储能电站模型应用于黑启动方案中。启动储能逆变器后,北海热电厂的厂用母线电压可以稳定维持在0.96 p.u,表明了利用储能电站进行黑启动的可行性,验证了储能电站模型的有效性。     

全钒液流电池储能系统中能量消耗研究

提出了全钒液流电池储能系统中能量损耗分布的计算方法,并研究了温度和流量对储能系统性能的影响.分析了系统效率以及储能变流器、交流泵与控制系统消耗的能量占比.结果显示,温度升高时,系统效率不断提高,在37℃时,系统效率达到60.06％,泵消耗能量6.11％,电堆消耗能量19.64％,储能变流器消耗能量13.73％;流量增加...     

电解液输送系统对全钒液流电池储能系统性能影响

搭建了三种模式的电解液输送系统,通过模拟和实测,探讨管路旁路电流和泵功率对电解液输送系统的影响。在70 kW储能系统中进行不同电解液输送系统的测试,测试结果表明,随着泵数量的增加,储能系统充放电时间增加,功率单元能量效率也有一定提升,并且储能系统的充电能量和能量效率也有小幅增加。对储能系统中能量损耗进行分析,电解液输送系统的损耗随泵数量增加而逐渐降低,其中泵损耗增加,管路损耗降低,在模式3中,电解液输送系统能量损耗占比10.82%,其中泵损耗9.21%,管路损耗1.60%。对模式3中储能系统中各部分能量损耗进行研究,其中系统效率为66.50%,电解液输送系统消耗10.82%,功率系统消耗18.18%,控制系统消耗0.76%,储能逆变器消耗3.76%。     

全钒液流储能系统探讨

介绍全钒液流储能系统组成、功能和布置方案.     

多级钒电池储能系统的功率优化分配及控制策略

为了更好利用储能系统平抑大容量风电场功率波动,提出采用多级全钒液流电池(vanadium redox flow battery,VRB)储能的功率优化分配控制策略。首先,在建立VRB等效电路基础上,采用交直流变换器级联多重双向直流变换器作为VRB储能系统接口,分别建立了以稳定直流母线电压为目标的DC/AC变换器矢量控制策略,以电池荷电状态为约束的VRB充放电切换的DC/DC变换器双闭环控制策略。其次,以每级电池组的荷电状态值作为吞吐功率的优选目标,以外部端电压作为电池安全充放电的约束条件,提出多级VRB组的功率优化分配策略。最后,以不同荷电状态(stateof charge,SOC)值下的2级VRB储能系统为例,对其在风速波动情况下的风电功率平抑效果以及各个储能单元充放电运行性能进行仿真,并与功率平均分配策略进行对比。结果表明,所提出的多级VRB储能系统功率优化分配和控制策略能很好的平滑风电功率波动,又能减少单台VRB组的充放电次数,并确保电池工作于安全运行区域。     

基于Labview的全钒液流电池测试系统

基于Labview的编程环境,实现对可编程直流电源和直流电子负载的远程控制,搭建全钒液流电池充放电测试系统。该系统将独立的电源和负载组合成了一套充放电装置,并通计算机进行设置和运行,可对电池进行恒流恒压放电、脉冲式放电,实时观测并采集电压、电流等数据,以研究电池的充放电特性。     

计及损耗的钒电池储能系统功率优化分配策略

针对由多组全钒液流电池并联构成的大容量储能系统,给出计及损耗的系统功率优化分配策略。该策略首先建立计及损耗的功率分配模型,然后将系统损耗、荷电状态(SOC)均衡度作为目标优化函数,在满足功率需求、SOC上下限等约束条件下采用虚拟粒子-自适应差分进化算法(VP-ADE)寻求最优解,进而实现储能系统的功率优化分配;最后,基于Matlab对该文策略进行仿真,并与传统策略进行对比。仿真结果表明该策略能在分配功率过程中降低系统损耗,同时使各储能单元的SOC在充放电过程中逐渐趋于一致。     

基于数字孪生的全钒液流电池储能运维系统

数字孪生是推动电力装备领域数字化、智能化、信息化的关键技术之一,液流电池是一种新型绿色的电化学储能电池。基于数字孪生思想,对全钒液流电池储能运维系统进行研究,提出构建多源异构数据统一融合模型的方法,对全钒液流电池储能运维系统进行建模,并建立实景物理世界和虚拟孪生世界的映射关系。应用基于数字孪生的全钒液流电池储能运维系统,能够监控、诊断、预测物理世界产品的可能状态,实现信息的高度融合。     

计及大规模全钒液流电池储能系统外特性建模与仿真

研究了全钒液流电池(VFB)储能系统外部运行特性,基于VFB电化学性质开展了储能系统(ESS)建模仿真工作。系统地分析储能系统实际运行数据并评估其过载运行对调度控制的影响,对荷电状态(SOC)、电动势以及等效电阻等关键参数进行拟合并得到函数关系。在此基础上,以戴维南等效电路作为仿真模型主电路,控制模块计算状态参量的变化值,并以受控源和受控电阻的方式将状态参量变化实时反馈到主电路,同时将储能系统过载运行的运行特点嵌入到所建模型中。最后,通过Matlab/Simulink搭建所提模型并仿真运行。仿真运行结果与实测数据对比表明该模型可有效描述储能系统运行外特性,具有较高的工程应用价值。     

全钒液流电池电解液研究进展

全钒液流电池主要由电堆、电解液及管路系统三个部分组成。电解液作为电能存储场所,其浓度和体积决定了电池容量的大小,电解液的稳定性和温度适应性也决定了电池的使用寿命和使用范围。主要从全钒液流电池电解液的制备、分析方法和性能优化及稳定性等方面对钒电解液的研究进展进行了概括和总结,并针对电解液现存的一些问题提出了思考,展望了电解液研究的发展方向。     

基于全钒液流储能系统的微电网控制策略研究

为提高微电网运行的安全稳定及经济性,近年来全钒液流储能系统备受关注,它具有容量大、能量效率高、反应速度快等优点,能够作为微电网中的主电源,起到稳定电压频率及维持微电网的有功、无功功率平衡的作用。提出一种交流微电网全钒液流储能系统控制策略,分析全钒液流电池双向DC/AC变流器主电路及控制方法。利用RTDS仿真平台,建立全钒液流储能电池模型,并搭建含有风、光、储的微电网仿真平台。仿真与实验结果表明,提出的微电网控制策略可保证微电网在各种运行模式下均能安全稳定运行。     

全钒液流电池储能在配电网中优化配置策略

再生能源的大量接入对配电网造成许多不利影响,应用全钒液流电池（VRB）储能技术可有效促进可再生能源消纳,减少可再生能源并网造成的不利影响。分析了VRB储能的充放电特性,并在此基础上建立了电池模型,充分考虑配电网中风电、光伏发电、负荷需求的不确定性和VRB储能电池的经济性,提出了一种VRB储能优化配置策略,利用遗传算法进行求解,在IEEE33节点电网模型中进行仿真分析,验证了这种策略可有效提高可再生能源消纳,减少大电网中传统燃料能源输入电量。     

全钒液流电池流场模拟与优化

流场结构是影响全钒液流电池性能的关键问题之一.基于CFD技术建立全钒液流电池流场的二维数学模型,通过模拟获得在给定流场结构下电解液在石墨毡电极内的分布规律,优化流场结构提高电解液在石墨毡电极内分布的均匀性.研究结果表明,增加分配口个数和延长入口竖直主流道的长度能够有效提高电解液的分配均匀性;同时考察了分配流道宽度和流量对电解液分配均匀性的影响;所得结论对全钒液流电池流场结构设计具有重要的指导意义.     

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.     

全钒液流单体电池性能研究

采用草酸还原法制备了电解液,实验室自组装了单体电池,考察了不同电流、电解液流量对单体电池容量、库仑效率、能量效率的影响,并评价了单体电池的自放电和内阻特性。结果表明,随充放电电流密度增大,库仑效率变化不大,电压效率降低导致能量效率降低;固定电流密度,随电解液流量增加,电池能量效率增大,流量在近300 mL/min时能量效率达到63%;电池自放电26 h,电压仍处于平台上;充电态动态阻抗值比静态阻抗值大,放电态动态阻抗值比静态阻抗值大,充电态静态阻抗随SOC的增大而减小,放电态静态阻抗随SOC的减小而增大。     

基于PLC数据采集的全钒液流电池监控系统

介绍全钒液流电池监控系统的原理、通信方式及实现方法.运行结果表明,该监控系统具有较高的实时性和可靠性,能够保证全钒液流电池系统安全、可靠、高效地运行.     

全钒液流电池离子交换膜研究进展

全钒液流电池是近年来储能电池的研究热点,离子交换膜是其关键部件之一。总结了近年来全钒液流电池用离子交换膜的研究进展,提出了未来可能的研究方向。     

全钒氧化还原液流储能电池组

用10节单电池组成了全钒液流电池组,每节单电池有效电极面积为451.4 cm2,电极材料为聚丙腈石墨毡,双极板为石墨板,隔膜为Nafion膜。室温下工作时电池组最大输出功率为1.23kW,比功率0.27W/cm2。充放电电流密度为20 mA/cm2时,电池组的电压效率达87.8%,能量效率达78.2%。     

全钒液流电池仿真模型研究

介绍了全钒液流电池的基本原理及优点,提出了一种通过电池端电压与电池中剩余有效能量间的关系来确定电池端电压的方法,并针对一个具体的全钒液流电池样机建立其仿真模型,最后,通过分析电池的充电过程及暂态过程的实验和仿真结果,对该仿真模型进行评估。