磷酸铁锂电池在变电站的应用安全性分析及其系统设计

国内从磷酸铁锂电池的浮充性能、磷酸铁锂电池浮充性能改进以及非浮充式的磷酸铁锂电池直流系统等方面研究了磷酸铁锂电池在变电站应用的可行性,磷酸铁锂电池被视为变电站直流电源中铅酸蓄电池的理想替代品。但是磷酸铁锂电池仍然存在不能过充过放、一致性差、单体容量小等缺点,使其在变电站的应用中存在不可忽视的安全风险。为解决以上问题,本文设计了一种先串联满足电压等级再并联满足容量要求的磷酸铁锂电池拓扑结构,并对各串联电池组进行独立的充电控制,避免过充电及并联电池组的环流风险,满足交流失电时直流母线的无缝供电要求。     

变电站磷酸铁锂电池的消防安全技术研究进展

磷酸铁锂电池具有循环寿命长、倍率性能优异、温度特性良好、绿色环保等优势,有望取代铅酸电池成为变电站直流系统的主流选择.但是,磷酸铁锂电池仍难以实现本质安全,在滥用条件下可能发生热失控并引起燃烧、爆炸等火灾事故,不利于变电站的可靠运行.对磷酸铁锂电池的燃烧机理、热失控的诱因和消除策略、安全预警和消防灭火的研究进展进行了综...     

磷酸铁锂电池管理技术及安全防护技术研究现状

储能作为战略性新兴产业,是增强能源系统供应安全性、灵活性、综合效率的重要环节。然而,随着储能产业的快速发展,电池的安全性成为阻碍其发展的关键问题之一。本文以磷酸铁锂电池为例,基于应用现状,从电池管理技术角度,介绍了磷酸铁锂电池现有的状态检测技术;接着从安全防护技术角度,介绍了磷酸铁锂电池的主动安全防护技术和被动防护技术;最后,从技术标准、状态监测和安全防护等方面,给出了磷酸铁锂电池集成化发展的建议。     

站用直流系统锂电化改造应用研究

分析磷酸铁锂电池的应用场景,探讨磷酸铁锂电池在储能、电动汽车以及变电站备用电源系统的应用情况,介绍磷酸铁锂电池在某110 kV变电站直流电源系统应用效果.通过磷酸铁锂电池与铅酸蓄电池性能对比分析,指出铅酸蓄电池由其材料体系和本征特性决定其存在极板裂化、电解液失水、酸液腐蚀等问题,磷酸铁锂电池在常规性能、安全性、温度特性、寿命特性、倍率放电性能和废弃处理等方面存在主要优势,并进一步对两者进行技术经济比较,从性能、购置成本、安装成本、使用维护成本和全寿命周期管理等方面分析磷酸铁锂电池替代铅酸蓄电池的可行性,对变电站直流电源系统智能化应用具有重要意义.     

高寒高海拔地区微网储能锂电池系统优化设计

通过对高寒高海拔地区微电网储能选用的磷酸铁锂电池进行性能测试,分析了环境温度对电池充放电性能、循环寿命、系统容量及安全性能等重要参数的影响。结果表明:磷酸铁锂电池具有循环寿命长、对高倍率充放电耐受性强,具有耐用性与安全系数高等优点;环境温度对电池性能影响显著,低温下放电容量明显下降,高倍率充放电会缩短电池循环寿命。此外,结合高寒高海拔地区的气候特征对锂电池储能系统进行针对性的优化设计,并且在恶劣环境下对系统的可靠性进行了实验验证。研究结果可对磷酸铁锂电池在高寒高海拔地区的应用提供技术支撑。     

浮充式保护型磷酸铁锂电池在电力工程应用

本文介绍一种用于电力工程直流电源系统的浮充式保护型磷酸铁锂电池,重点解决常规磷酸铁锂电池在长期浮充电运行工况下的安全问题。通过试验数据分析,描述了浮充式保护型磷酸铁锂电池的性能特点及优势,并解决了在电力工程中应用的几个关键技术问题,为规范磷酸铁锂电池在电力工程中的应用提供参考和依据。     

动力锂电池大电流放电性能测试分析

针对主流的锂聚合物和磷酸铁锂两种动力锂电池进行测试分析和性能比较。分析结果表明,锂聚合物电池在大电流恒压放电性能、比功率和比能量方面优于磷酸铁锂电池,而在安全充放电和耐用性方面磷酸铁锂电池更具优势。     

面向直流操作电源系统的LiFePO4电池性能优化控制研究

磷酸铁锂电池电压变化范围较宽且充放电特性敏感,一般不宜简单应用于需要长期处于浮充状态的直流操作电源系统。为此,提出了一种磷酸铁锂电池在直流操作电源系统应用中的优化控制方案,根据磷酸铁锂电池工作状态,利用AC/DC充电电源优化控制电池的充放电电流大小,使电池在浮充状态下获得电池期望的充放电电流,以实现磷酸铁锂电池在直流操作电源系统中的安全高效经济应用。首先,基于直流操作电源系统指标要求与磷酸铁锂电池性能优化要求,确定其期望的充放电状态与充放电电流值;然后,根据磷酸铁锂电池期望的充放电电流值与内部等效状态,在允许的电压波动范围内调节直流操作电源系统中AC/DC变换器的输出电压,迫使磷酸铁锂电池的实际充放电电流趋于期望的充放电电流,从而优化磷酸铁锂电池的性能。最后通过理论分析与实例分析说明了方案的可行性。     

磷酸铁锂电池直流电源系统应用研究

将铅酸电池和磷酸铁锂电池在常规性能、温度特性、寿命特性、充放电特性做了对比,从性能、成本、使用维护、安全性和废弃处理等方面分析了磷酸铁锂电池在变电站直流系统中运用的可行性,并提出了基于磷酸铁锂电池的直流系统在变电站中运用的技术设想。     

并联磷酸铁锂电池在110kV变电站的应用研究

直流系统是变电站电力系统供电最后的保障,其可靠度关系到整个电力系统供电的安全。调研并联智能电池组件、磷酸铁锂电池特性,并分析其优缺点。研究分析110kV智能变电站的直流负荷情况、磷酸铁锂电池的充放电特性,针对110kV智能变电站设计出相应的方案。该系统采用了环保无污染的磷酸铁锂电池,不仅可以对蓄电池进行在线自动全容量核容,而且维护简单、适用范围广、可靠性高、使用寿命长。     

典型蓄电池的建模与荷电状态估算的对比研究

研究不同蓄电池荷电状态(state of charge,SOC)的变化特征有助于在实际应用过程中对蓄电池类型进行选择。基于铅酸电池、磷酸铁锂电池、全钒液流电池3种典型蓄电池模型,采用电池容量修正过的改进安时计量法和改进安时-卡尔曼预测法(Ah-Kal法),对各电池在不同充放电模式下,用MATLAB软件编程得到两种估算方法下的SOC变化曲线。通过SOC对比曲线可以发现铅酸电池的自放电较严重,循环寿命短;磷酸铁锂电池可迅速提供大功率;而全钒液流电池适合作为长期大容量储能支持。同时,改进安时计量法和Ah-Kal的估算结果基本相同,验证了Ah-Kal法的正确性。     

可并网蓄电池供电系统与功率调节的控制集成

研究了一种蓄电池供电系统的设计方案.介绍了其整体结构工作原理、工作模式及控制约束.该设计实现了蓄电池充电、并网与功率调节一体化的控制集成.基于广义功角特性,提出了一种对逆变器输出功率进行直接控制的方法,通过三绕组变压器实现控制功率传输方向和大小.该控制规律对直流储能装置的参数具有很强的鲁棒性,因而该控制器能适应各种不同参数的蓄电池、太阳能电池板等,成为蓄电池供电系统与功率调节的独立装置.     

混合储能系统在独立光伏发电系统功率平衡中的应用

提出了将能量密度大、环境友好的磷酸铁锂电池和功率密度高、循环使用寿命长的超级电容组合,构成混合储能系统应用于独立光伏发电系统。以优化系统可靠性及运行状态为目标,设计了控制结构和控制方式。对系统进行仿真分析,结果表明,在光伏电池输出功率存在波动且负载发生脉动的情况下,储能系统能迅速平衡系统瞬时功率,维持系统可靠运行。     

一种直流24 V电源管理系统设计

针对某装备控制电源需要提供高稳定性直流24 V电源系统,研制了采用阀控铅酸电池组成的直流电源系统。介绍了直流电源系统的组成、结构和使用方式,以及电源管理系统的构成及管理原理,详细叙述了电源管理系统的硬件设计、通信设计、软件设计及实现。     

锂离子电池正极材料锂铁磷酸盐的研究进展

介绍了锂离子电池新型正极材料锂铁磷酸盐(LiFePO4)的结构和性能特点;阐述了用水热法、高温固相法和共沉淀法制备锂铁磷酸盐的操作方法,以及用扫描电子显微镜分析的结果;提出了锂铁磷酸盐容量衰减的主要机理和解决办法。认为,提高锂铁磷酸盐的电子导电性是目前抑制其容量损失的主要方法。     

温度对LiFePO4锂离子动力电池的影响

磷酸铁锂(LiFePO4)锂离子电池的性能受环境温度的影响较大,在环境温度低于0℃时,电池的内阻迅速增加,比能量和比功率迅速下降,电动汽车的起动性能受到影响.为了使电池组能正常运行,需要采取保温措施.由于LiFePO4锂离子电池的内阻较高,电池组运行时温度升高,为保证安全运行,要提供冷却系统.     

磷酸铁锂电池等效电路模型对比分析

磷酸铁锂电池(LiFePO_4)凭借其较高的比功率、较高的比能量和使用寿命长等优点,逐渐成为电动汽车领域应用电池的研究热点。准确的电池荷电状态(State-of-Charge,简称SOC)估计离不开合理的等效模型,模型的精度与复杂程度直接影响电池SOC估计。文章首先分析四种等效电路模型参数,基于电池测试系统对LiFePO_4进行混合脉冲功率性能测试(The Hybrid Pulse Power Characterization,简称HPPC),应用最小二乘法进行模型参数辨识,根据辨识结果对比模型精度与复杂程度;然后将电池在整个SOC周期内对三个带有RC网络结构的模型精度进行对比;最后对LiFePO_4电池进行联邦城市运行工况(The Federal Urban Driving Schedule,简称FUDS)测试,对比双极化等效电路模型在不同温度下模型精度。实验结果显示双极化等效电路模型为具有良好精度的等效电路模型,同时带有低温特性。     

变电站直流系统中LiFePO4电池容量选择

以某110 kV变电站作为范例,结合变电站的规程和磷酸铁锂(LiFePO4)锂离子蓄电池的特性,详细介绍在站用电源领域LiFePO4锂离子电池的容量计算.     

MW级集装箱式电池储能系统研究

MW级集装箱式电池储能系统(CBESS)是未来电网发展的重要支持,能够有效提高电力系统的稳定性、可靠性和电能质量。综述了MW级集装箱式电池储能系统的研究现状,详细介绍了MW级集装箱式电池储能系统的相关概念和工作原理,全面阐述了MW级集装箱式电池储能系统的结构、设计、应用等方面的特点和优势,深入探讨其发展前景和研究方向。     

面向电网调频应用的电池储能电源仿真模型

对面向电网调频的电池储能电源模型展开了研究。首先,通过深入分析调频工况的幅值和充放电频率特点,总结了电池储能电源的出力特征;然后,介绍了电池储能电源电磁暂态模型的形成过程,在此基础上,提出了满足调频研究需求的仿真模型及其参数辨识方法;最后,基于多个磷酸铁锂电池的实验数据,采用改进的遗传算法辨识出仿真模型中的参数,并基于调频工况进行了验证分析。分析结果表明,模型仿真数据与实际储能的运行数据及特性相吻合,误差在1%以内,且提出的仿真模型结构合理,可较好地满足一次调频、二次调频以及其他秒级至分钟级的应用需求。