浅谈光伏系统用储能铅酸蓄电池

本文主要介绍光伏系统用储能铅酸蓄电池的作用,使用寿命的主要影响因素,并针对光伏系统实际使用的现状,对铅酸蓄电池的设计进行了阐述。     

太阳能光伏应用中的蓄电池研究

分析了在光伏应用中的蓄电池的主要特点,并阐述了当前在太阳能光伏系统中主要使用的蓄电池是铅酸、Cd/Ni、MH/Ni电池,分析和比较了价格、充放电效率、自放电和寿命等基本性能,对于光伏系统中对蓄电池的性能和寿命有重大影响的因素(放电深度、充放电电流和工作温度等)进行了分析。     

储能用阀控密封式铅蓄电池的开发

通过对储能用铅酸蓄电池用胶体电解液、电解液中的硫酸含量、负极铅膏配方和光伏路灯的充电模式进行试验研究,开发了储能用铅酸蓄电池产品。经过台架试验和实际应用验证表明,该系列产品性能满足了光伏系统的使用要求。     

独立光伏系统中超级电容器蓄电池有源混合储能方案的研究

超级电容器与蓄电池混合使用,可以充分发挥蓄电池能量密度大和超级电容器功率密度大、循环寿命长的优点,大大提升储能系统的性能.针对独立光伏系统的特点,设计了一种有源式混合储能方案,建立了系统的模型和控制环节.实验结果表明,在光伏发电功率和负载功率脉动时,蓄电池能够工作在优化的充放电状态,并能够有效地减少充放电小循环次数.对解决光伏等可再生能源系统中的储能问题,具有现实可行性.     

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。     

基于混合储能的光伏微网动态建模与仿真

为提供连续稳定的光伏电能,提出了将能源转换效率高的蓄电池和存储成本低廉的氢能组合,构成混合储能系统应用于光伏微网,其主要元件包括光伏组件、燃料电池、电解池、氢气罐和蓄电池等,各元件通过使用功率变换器与直流总线相连,实现各元件输出特性的相互匹配。建立了各元件数学模型,设计了各元件控制策略和微网协调控制策略,使用Matlab搭建了基于混合储能的光伏微网的动态仿真平台,并对该微网的动态运行性能进行了分析。仿真结果表明:混合储能系统可及时响应负载需求,实现功率平衡。     

光伏-风力发电系统中蓄电池的控制与仿真

在光伏-风力发电系统中,蓄电池在系统总成本中占有很大比重。只有对蓄电池的正确使用,使之发挥最大的作用,才能延长蓄电池的使用寿命。该文主要对该系统的储能设备—蓄电池进行充放电保护,充放电的控制与仿真由51内核的SM8954A单片机、T6963C液晶显示驱动控制器和上润WP数据采集板结合Wave开发软件与Simulink仿真软件来完成, 主要内容包括：硬件电路、系统各模块程序的设计、仿真与调试,实现了光伏-风力发电系统中蓄电池的充放电控制。     

高压绝缘子参数监测系统光伏发电电源的设计

高压绝缘子参数监测系统主要实现对高压绝缘子状态的在线监测,其供电电源是关键问题之一,要求电源长期免维护﹑高可靠性与稳定性。文中采用由蓄电池与超级电容器混合储能的光伏发电电源,根据负载及储能系统的特点提出了能量管理策略,光伏发电电源采用单向DC/DC单向变换器进行最大功率控制,超级电容与蓄电池采用双向DC/DC变换器与系统进行能量的双向交换。结果表明,该控制策略能在光伏电池输出功率波动的情况下,直流母线电压保持稳定,且能有效减少蓄电池的充放电循环次数,优化充放电性能,延长使用寿命,最大程度地保证光伏发电电源向系统不间断供电。     

基于混合储能的光伏微网孤网运行的综合控制策略

孤网运行的光伏微网输出功率具有间歇性和随机性。为了保证系统供电的可靠性及稳定性,将能量密度大的蓄电池和功率密度高的超级电容器构成混合储能系统应用于光伏微网的思路成为研究热点。在现有蓄电池电流多滞环控制策略的基础上进行改进,提出基于功率的储能单元控制策略。该方法优化了储能系统的工作状态,有利于提高蓄电池的工作寿命。通过Matlab/Simulink仿真软件搭建了基于混合储能的光伏微网孤网运行仿真模型,并对该光伏微网的控制策略进行验证和分析。结果表明,混合储能系统能迅速平衡系统的瞬时功率,优化系统运行状态,保证供电的可靠性。     

独立太阳能光伏发电系统储能单元设计

储能是光伏发电系统的重要组成部分,尤其当光伏系统作为独立电力系统运行时,储能环节的优劣更直接影响到光伏发电系统的好坏。因此,设计最佳的储能系统成为光伏发电系统设计的重要一环。分析了太阳能发电系统储能设备的结构特点和运行原理,并在此基础上设计了独立太阳能发电系统的蓄电池储能单元。     

基于变分模态分解的混合储能系统协调控制

针对自然条件下光伏电源出力的波动性和间歇性,以铅酸蓄电池和超级电容器组成的混合储能系统为基础,提出了一种基于变分模态分解（variational mode decomposition, VMD）的储能系统功率分层分配方法。储能系统承担的净负荷经过VMD分解后的高频波动分量分配给超级电容器承担,趋势分量分配给蓄电池承担;同时根据各储能单元的实时最大可充放功率和荷电状态对初级功率分配进行二次修正。仿真实例表明,该方法可有效平抑净负荷波动,并实现了储能系统调节特性的优化和储能单元的长期稳定运行。     

平抑光伏出力波动的混合储能系统控制策略

针对由电池和超级电容器构成的混合储能系统,设计了一种平抑光伏出力波动的储能控制策略。基于含阀值判断的低通滤波算法制定储能系统总充放电功率,在平抑光伏出力波动的同时避免对储能系统的过渡调控。综合考虑储能介质充放电状态,基于滑动平均原理制定储能介质的功率分配策略,以充分发挥不同储能介质的优势,优化储能系统的整体运行性能。仿真分析验证了所设计控制策略的有效性,储能系统可以较小的调控代价完成对光伏出力波动的平抑,且超级电容器平抑功率波动的快变分量,有效降低了储能电池的充放电次数。研究结果对混合储能系统在平抑光伏出力波动中的应用提供了理论参考。     

光伏储能用VRLA蓄电池的设计与开发

对于光伏储能用VRLA蓄电池的设计与开发,要严格按照产品的使用环境情况进行分析,有针对性地调整配方、工艺控制参数、正负极板的设计比例等,以满足光伏储能用铅酸蓄电池的要求.     

含光伏电站和蓄电池储能系统的主动配电系统状态估计

间歇性和随机波动性的分布式新能源大规模接入,储能系统与电动汽车的随机充放电以及智能量测装置的量测误差等使得主动配电系统的态势感知面临诸多挑战。考虑到光照强度、温度及电池荷电状态等影响因素,文中搭建了含光伏发电电源、配电网和蓄电池储能负荷的主动配电系统状态估计模型。首先,基于光伏五参数模型和电池内阻模型,推导出光伏系统和蓄电池储能系统的量测函数及雅可比矩阵。然后,结合配电网的状态估计模型,将电气量和非电气量统一标幺化后,对主动配电系统进行状态估计及不良数据处理。最后,在IEEE 33节点系统下进行了仿真验证。仿真结果表明,与光伏系统和蓄电池储能系统作为PQ节点的模型相比,所提方法扩展了与光伏系统和蓄电池储能系统相关的状态估计和不良数据处理能力,且提高了配电网的状态估计精度。     

光伏储能系统电池能量管理研究

为延长蓄电池的使用寿命、降低光伏发电系统的运行成本,分析了光伏发电系统中储能蓄电池工作状况的特殊性和建立一套完整的蓄电池能量管理系统的必要性.分析了蓄电池能量管理系统的主要组成模块,提出了一种以实现蓄电池优化管理和提高光伏发电系统能量利用率为目标的分组自治能量管理策略.实时在线估算蓄电池的荷电状态SOC是实现分组自治能量管理的基础,采用蓄电池Thevenin模型、利用扩展卡尔曼滤波(EKF)算法实现了蓄电池SOC的估算.仿真结果表明,EKF算法具有较好的精度,并对初始值的误差有较强的修正作用.     

含分布式风光蓄的配电系统可靠性评估

储能可以平滑分布式电源出力的波动性,挖掘其提升配电系统供电可靠性的潜力。为了定量评估储能装置的这种效果,提出了一种含分布式风机、光伏阵列和蓄电池的配电系统准序贯蒙特卡洛可靠性评估方法。在建立了风光蓄元件的时序模型和状态转移模型的基础上,对系统中的非电源元件进行序贯抽样,而对风光蓄元件进行非序贯抽样。讨论了含风光蓄配电系统的故障效果影响分析过程,给出了相应的可靠性评估流程。以改造的IEEE RBTS系统为例,对不同情境下的系统可靠性水平进行了对比分析,验证了所述方法的有效性。     

Multiple roles coordinated control of battery storage units in a large‐scale island microgrid application

In order to build a large‐scale island microgrid with 100% penetration intermittent photovoltaic power generation as the only power source, a structure with multiple role battery energy storage systems (BESSs) is proposed in this paper based on the analysis of energy storage demand in the island microgrid and performance comparison of two types of batteries. The storage system in the proposed structure is composed of three types of functional BESSs. In detail, the master control units (MCUs) with LiFePO4 batteries are responsible for the voltage and frequency stability and instantaneous power balance, slave storage units (SSUs) with lead‐acid batteries are responsible for daily energy storage, and multi‐function units (MFUs) with LiFePO4 batteries are used for short‐time energy regulation. A hierarchical control structure is adopted in the system. At the local level, the converters of the MCUs are controlled as the voltage sources in paralleled mode as grid‐forming units, and those of SSUs and MFUs are controlled in the current source mode as grid‐feeding units. At the system level, a real‐time power balance coordinated control strategy is proposed, which has the capability of efficient and orderly operation of different types of BESSs. Simulation and practical operation analysis of the Qumalai 7.023 MW microgrid demonstrate the practicality and effectiveness of the research methods of the island microgrid. © 2017 Institute of Electrical Engineers of Japan. Published by John Wiley & Sons, Inc.     

新型分布式光伏-储能系统设计及控制策略的研究

提出了一种将光伏组件与储能电池有机结合构成光伏-储能单元,并在光储单元基础上组成规模可灵活配置和扩展的光伏储能系统的方法。该方法对于太阳能无人机、飞艇等对容量利用率、可靠性要求高且光照分布不均匀的应用场合具有良好的适用性,克服了集中式或普通分布式光储系统存在的稳定性差、容量利用率低和质量比功率低等不足。通过对系统体系结构及控制策略的设计,实现了任意光照条件下光伏发电功率的充分利用和储能单元的能量均衡,从而实现机载设备容量的最大化利用,解决了相关设备长期稳定运行的能源保障问题。通过对系统的拓扑结构、工作原理和控制策略的分析,并实验验证了系统的有效性。     

基于光伏波动性的储能出力特性分析

以研究储能系统出力为目标,从时间、频率角度研究光伏发电波动性,以EMD算法对光伏发电频率进行分解,通过分解得出的IMF残值得出:在多云天气下,光伏发电系统内储能出力频繁,平抑光伏波动强,晴朗天气下,储能系统的出力具有规律性且时间固定的结论.