退役锂动力电池预测技术研究

锂动力电池从电动汽车上退役后仍有高达80%的剩余容量,有较高的利用价值。分析了开展退役电池研究的现实背景,阐述了国内外对锂动力电池预测研究现状与发展动态,介绍了电池品质预测技术研究方法,特别提出退役锂动力电池在电力系统储能方面的利用及其关键技术。通过实际应用各种预测技术,最终确定退役电池的综合品质(荷电状态,内阻和材料劣化程度等),从而进一步提高锂动力电池的利用率。     

基于SoC均衡的直流微网储能系统负荷动态分配控制

针对直流微网系统中的分布式储能系统(DESSs),提出了一种基于荷电状态(SoC)均衡的负荷动态分配控制方法.该方法通过在传统下垂控制的基础上增加 SoC均衡控制环节,使 SoC较大的储能单元(ESU)输出较多功率,SoC较小的 ESU 输出较小功率,最终实现SoC均衡.另外,增加直流母线电压补偿环节,解决下垂控制导致的直流母线偏差问题.在 PSIM 中搭建仿真模型,对多种控制方法进行仿真比较,仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于混合储能的光储直流微网改进型滑模自抗扰控制

针对光储直流微网混合储能系统在光伏输出波动、负荷波动等大扰动下导致的母线电压稳定性差和系统响应速度慢等问题,提出一种兼顾母线电压稳定和响应速度的改进型滑模自抗扰控制策略。首先,针对一级观测器扰动估计能力有限问题,引入第二级观测器进行观测补偿,并将级联观测器对总扰动的估计值反馈到控制器进行消除。其次,针对原有的非线性控制器响应速度慢、鲁棒性差等问题,设计非奇异快速终端滑模控制进行优化,利用混合储能单元特性,分别补偿高低频分量,来提高系统的响应速度;并根据巴尔巴辛定理以及李雅普诺夫准则证明了所设计控制器的稳定性。最后,基于Matlab仿真平台与其他控制策略进行仿真对比,仿真结果验证了所提策略的有效性。     

光储微网系统多目标协调控制策略

基于光伏储能+电采暖的光储微网系统可以有效解决西部农村社区清洁能源供应量不足问题.为了提高光储微网系统的能量控制效果和工程实用性能,该文通过构建包含电力费用、储能系统荷电状态(SOC)、供暖舒适度等变量的多目标函数,提出一种计算量较低的储能与电热负荷多目标协调控制策略.为了简化目标函数求解过程,引入求导和单调性分析等优化方法.为了降低系统计算量,以住宅建筑保温性能为评价标准,提出一种带宽能量控制模式,降低了被控单元的控制频率,提高了算法的工程应用价值.搭建Matlab/Simulink仿真平台,依据西部青海省某示范光储微网系统实际数据,仿真对比分析基于传统能量控制策略和基于多目标协调控制策略的光储微网系统性能,验证该文所提控制策略的有效性和优越性.     

微网中分布式电源和多储能的协调控制策略

通过分布式电源和储能的协调控制,微网并网运行时可参与电网调度,且在并网和孤网状态下都能够多模式运行。正常运行模式下负荷优先分配给分布式电源,当分布式电源最大输出功率小于负荷、系统出现功率缺额时,才由储能补偿缺额部分,减小储能损耗,提高微网运行的经济性。通过多运行模式的配合,使储能荷电状态维持在合理范围内,储能处于可充放状态,提高微网并网运行调度的灵活性和孤网运行的稳定性。针对微网中含有多个储能的情况,提出多储能协同控制算法,在满足分布式电源和储能协调控制要求的前提下,能够根据储能荷电状态偏差的变化,动态地调节各储能充放电功率,使其快速平滑地达到荷电量平衡。     

基于模糊控制的光储微网实时电价能量管理策略

在光储微网中,由于实时电价的波动性、光伏出力的随机性以及储能电池充放电的灵活性会带来能量调度复杂的问题,传统的能量管理策略难以实现功率的精确分配与经济最优.为此,在传统能量管理策略基础上,针对光储微网提出了一种基于模糊控制的优化控制策略,以能量经济运行为优化目标,根据微网内各单元出力情况以及电价设计了8种运行模式,通过...     

基于VDCG的直流微电网退役锂电池SOC均衡方案

为增加系统惯性,直流微电网内锂电池控制器常采用虚拟直流发电机(virtual DC generator, VDCG)控制方案,但该方案无法使锂电池荷电状态(state of charge, SOC)自均衡。现有基于VDCG的锂电池SOC均衡方案仅能实现电压等级一致的非等容锂电池SOC均衡,而退役锂电池储能系统(retire lithium battery energy storage systems, RLBESS)的容量和电压等级均难以保持一致。针对此问题,提出了一种基于VDCG的适用于不同电压等级及容量的RLBESS 组间SOC均衡方案。该方案在传统VDCG的基础上建立U-Pm关系式并引入SOC均衡因子,能够根据初始SOC状态自动调节锂电池的功率分配,并保持良好的电压质量。建立了所提方案的小信号模型,分析了关键控制参数对系统稳定性的影响。最后,利用Matlab/Simulink仿真软件对不同工况进行有效性验证。仿真结果表明：所提方案能够在锂电池电压等级不一致工况下实现RLBESS 的SOC均衡,具有良好的可扩展性。     

考虑电池储能运行特性的微网优化运行

目前,储能系统已经成为微网的重要组成部分.本文针对含电池储能系统的微网,以微网总运行成本最小为目的,建立考虑储能电池老化及荷电状态初始值等两种运行特性的优化运行模型.根据储能电池老化程度与荷电状态的关系曲线,提出一种计算电池老化成本的方法.此外,储能的荷电状态初始值对其充放电能力有一定的影响,本文将荷电状态初始值作为优...     

基于混合储能荷电状态的光伏直流微网系统能量分配策略

针对混合储能系统在平抑光伏波动以及负荷投切时荷电状态(SOC)易越限问题,提出一种基于混合储能SOC的多模式协调控制策略。在传统低通滤波功率分配的基础上,提出一种基于超级电容荷电状态的动态功率修正策略,使超级电容出力后SOC向安全状态恢复;同时,为避免蓄电池频繁切换充放电状态,在其响应环节加入优化后的延时控制。此外,根据光伏出力情况、混合储能SOC,设计出满足直流微网系统动态平衡的六种运行模式,实时调节各储能单元出力情况。在MATLAB/Simulink中搭建了光伏直流微网混合储能系统仿真模型,仿真结果表明所提策略在各工况下均能稳定运行,有效延长了储能介质使用寿命。     

储能系统平滑光伏电站功率波动的变参数斜率控制方法

为提高储能系统平滑光伏电站功率波动的能力,提出了基于超短期预测的变参数斜率控制策略。在斜率控制的基础上,通过提出控制荷电状态划分的2个参数变量以及4个充放电功率调节参数,建立了可调整荷电状态的储能系统平滑控制策略。根据超短期预测功率建立目标函数,采用自适应混沌粒子群算法对控制变量进行实时优化,实现平滑效果和荷电状态的协同优化。以光伏电站实测数据进行仿真分析,对比定参数控制策略,该方法在保证平抑效果的基础上能够限制储能系统的充放电深度。     

基于储能电池的光伏功率波动平抑策略

为了平抑光伏发电功率波动,并优化光伏出力特性,在运用小波包分解光伏波动频率特性的基础上,提出了基于2组电池组拓扑结构的电池储能系统(battery energy storage system,BESS)在线运行策略和双BESS的最优容量确定方法。模型中2组BESS工作状态分别为充电和放电状态,当某一电池组电能状态达到满充或满放时,则2组电池同时切换当前的工作状态。基于光伏发电厂实测数据,对所提方案进行了验证,结果表明,所提方案不仅在光伏出力特性上取得了较好的平抑效果,而且在电池特性上,由于采用双BESS,很大程度上降低了BESS充放电次数,提高了储能系统利用效率。     

基于MC9S12与LTC6811的储能电站电池管理系统设计

设计了一种用于储能电站的电池管理系统(BMS)。基于储能电站BMS拓扑结构及锂电池的特性,设计了一种以Freescale单片机和ADI电池管理芯片(MC9S12与LTC6811)为核心的BMS。该BMS可实现对多路电池电压、温度采集及均衡控制;同时,可根据采样数据利用改进型安-时积分法进行电池荷电状态(SOC)计算。根据现场实际数据,将电池电压、温度的采样值与实际值比较,同时对电池均衡效果及SOC进行分析。试验结果证明,设计的BMS具有较高的采样精度和采样速度,均衡控制合理,SOC估算值误差较小,验证了所设计BMS的实用性。     

基于PIC单片机的光伏蓄电池充电系统电量计设计

针对离网型光伏发电系统,提出了一种基于PIC单片机的估算蓄电池荷电状态的电量计,分析了估算蓄电池荷电状态常用的开路电压法和安时积分法,并根据安时积分法设计了电量计。     

大容量链式电池储能功率调节系统控制策略

大容量链式电池储能系统(battery energy storagesystem,BESS)是解决风力发电等可再生能源发电大规模并网问题的有效手段之一。针对BESS的功率调节系统(powerconditioning system,PCS)控制策略,在α-β静止坐标系下应用比例谐振(proportional resonant,PR)调节器实现瞬时功率无静差控制;通过注入零序电压实现相簇间荷电状态(stateof charge,SOC)均衡控制,并通过在各级联单元叠加相应交流电压实现相簇内各单元SOC均衡。仿真结果表明,采用该控制策略的PCS进行瞬时功率控制时具有较快的动态响应速度和较小的稳态误差,同时能有效实现SOC均衡控制,验证了该控制策略的正确性和可行性。     

储能型光伏系统功率控制仿真分析

光伏发电系统输出功率易受外部环境的影响,存在诸多不确定因素.该文采用蓄电池储能单元作为光伏并网的能量缓冲装置,以控制并网的功率输出.文中建立了基于等效电路的电池储能光伏并网系统整体动态数学模型,设计相应的控制策略,对系统的输出功率进行控制,并以随机光照强度的扰动为例,对系统输出的电能质量和稳定性进行仿真研究.结果表明,...     

储能电池荷电状态与平抑风电出力波动协调运行策略

采用电池储能系统(battery energy storage system,BESS)平滑风电功率波动可以优化风电场出力特性,提高风电场输出功率的稳定性。为了延长BESS的使用寿命,需最大限度控制BESS的荷电状态(state of charge,SOC)在限定区间内,以便拥有足够的容量进行下一时刻的充放电动作,从而带来更好的平滑效果。为此,提出了一种运行策略,该策略由2种控制算法组成,系统运行时,根据风电功率波动量的大小决定采用何种算法,2种算法依据风电场实际运行状况相互切换。仿真结果表明,该策略与传统低通滤波相比,不仅拥有较好的平抑效果,还能让BESS的SOC在合理的区间内,从而延长了BESS的使用寿命,节约了储能投资成本。     

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.     

注入无功功率的链式电池储能系统荷电状态均衡控制策略

针对链式电池储能系统相内电池组荷电状态(SOC)不均衡问题,分析了单位功率因数下均衡控制策略在SOC极度不均衡时导致过调制的边界条件,并提出了一种注入无功功率的新型相内SOC均衡控制策略。通过在各H桥调制信号中叠加有功和无功电压分量,重新分配有功和无功功率,保证SOC处于极端状态的电池组主要进行有功功率交换,其余电池组主要进行无功功率交换,实现极端模块调制比有效降低,非极端模块调制比略有增长,避免过调制。与单位功率因数均衡控制策略相比,该策略通过控制功率因数角充分协调各模块调制比,可以在各电池组SOC差异更大的情况下实现均衡控制,扩大适用范围。仿真结果验证了所提策略的正确性和有效性。     

基于模糊经验模态分解的电池储能系统平滑风电出力控制策略

为减少风电波动率,提高并网可靠性,提出一种基于模糊经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)的储能系统平滑风电功率波动的控制策略。采用经验模态分解对风电功率进行滤波,低频分量并网,高频分量并入电池储能系统(battery energy storage system,BESS)。使用平滑后风电波动率和储能电池荷电状态(state of charge,SOC)作为约束条件,利用模糊控制算法,自适应在线调整EMD滤波阶数,通过模糊自适应控制器,能够更好地平滑风电波动。对比其他平抑风电功率储能控制策略,仿真实例表明,该方法可以有效地平抑风电功率波动,避免储能电池过充过放,稳定储能荷电状态。