大容量电池储能的本质安全探索

伴随着大型电化学储能项目的大量投产,如何保证大容量储能电池的本质安全成为亟待解决的问题.本文回顾了本质安全概念的演变,介绍了本质安全的内涵.参考煤矿行业本质安全型蓄电池的设计规范,提出了电池储能本质安全分级方案,将电池储能安全等级分为本质安全、非本质安全以及不安全三类.针对储能电池以模组和集装箱形式运行的现状,根据不同的组成形式,将电池储能的本质安全区分为电芯、模组以及集装箱系统三个层面的理解,并分别对其本质安全性进行论述.针对储能电池电芯的本质安全梳理了不同方向的技术路线,围绕水系电池、固态电池和安全剂注入三种技术路线,对其研究与应用进展进行深入探讨,并提出了不同技术路线面临的本质安全挑战,展望了未来大容量储能电池的本质安全应用前景.     

基于计划曲线的储能系统均衡热管理及节能研究北大核心CSCD

在储能电池舱能量密度逐渐升高的背景下,热管理耗能占总辅助用电的比例逐渐增加。由于电芯间不均匀送风,温差会进一步拉大。为实现储能系统低能耗、低温差的目标,本工作提出了一种基于能量管理系统(EMS)计划曲线的热管理控制策略,并采用电芯温度对储能电池舱内空调进行集中控制。通过对容量为5.017 MWh的储能电池舱进行实验,研究该策略对电芯温差及空调耗电量的影响。研究结果表明,电芯本征不一致、模组风扇状态、空调状态对电芯温差均有影响,在现有集成情况下,空调启动对温差有负面作用。在相同的充放电功率下,相比于无控制策略的实验条件,电池堆1和电池堆2的电芯温差分别降低了0.9℃和1.4℃。此策略下,由于空调待机时无内循环风机功耗,空调日总耗能降低了62%。     

LTC6803在镍氢电池储能管理系统中的应用CSCD

镍氢电池因其安全性高,可过充、过放的优异性在储能系统和电动汽车领域中得到了广泛的应用,为了保证储能电池组安全、高效运行,同时尽可能的延长电池的使用寿命,因而需要电池管理系统的维护.根据电池组在储能系统中的特性,本文开发了基于Freescale S12X系列微处理器和电源管理芯片LTC6803的储能电池管理系统,实现了12路电压模组和8路温度点的数据采集和处理,文章给出了该储能管理系统的整体架构,着重介绍了电压和温度采样环节的硬件设计电路及软件处理方法,同时在采样角度对比了其它电源管理方案,实验结果验证了LTC6803电源管理专用芯片能够满足现实储能系统的采样需要以及在储能管理系统方面的优势.     

含分布式新能源和机电混合储能接入的微网协调控制策略北大核心CSCD

含分布式光伏等新能源接入的微网作为大电网的补充目前应用日趋广泛,但是随着新能源在微网系统中的占比比例不断增加,其出力的波动直接影响到微电网系统整体的稳定性。飞轮储能属于功率型储能系统,能够适应短时高频次充放电,相比于超级电容系统其环境适应性更好且全寿命周期内无污染。飞轮与电池储能系统相结合能够平滑分布式新能源出力波动,提升微网系统稳定性,但是飞轮储能和电池储能运行特性差别较大,控制难度较高,目前在微网系统内应用较少。本文设计了一种含分布式光伏、电池/飞轮机电混合储能系统接入的交直流混合微网运行拓扑,并在此基础上提出了基于电池/飞轮机电混合储能系统的微网系统协调控制策略,根据飞轮和电池剩余容量的不同,将混合储能系统划分为不同状态,以此为依据同时考虑不同类型储能系统输出额定功率和分布式新能源功率波动大小,对飞轮和电池的充放电电流进行调节,从而减小由于新能源接入引起的微网内功率波动。本文基于MATLAB/Simulink环境搭建了基于交直流混合母线的微网系统,仿真结果验证了所提微网协调控制策略的有效性。     

智能社区电池储能监控系统设计与开发

智能社区电池储能监控系统采用分层的设计方案,最低层为设备层,包括储能逆变器(PCS)、电池管理系统(BMS)、智能电表、电压采集模块、电流采集模块、用于控制与分析的FPGA开发板、断路器等;中间层为通信层,所有的硬件设备通过通信模块接入网络交换机,数据交换通过以太网实现,软件部分实现与这些硬件设备的通信协议,如IEC ...     

智能微网中铅酸电池储能系统控制策略

介绍了铅酸电池储能系统组成,包括铅酸电池组、电池管理系统（BMS）和储能变流器（PCS）,对铅酸电池储能系统的并网PQ控制、离网v/F控制、并离网切换控制和恒压浮充控制等控制策略开展研究,在此基础上研制了250kW／800kW·h铅酸电池储能系统,应用于扬州经济技术开发区智能电网综合示范项目中,试验证明所采用的控制策略能够满足运行要求。     

储能钠硫电池的工程化研究进展与展望——提高电池安全性的材料与结构设计

钠硫电池作为一种重要的储能技术,已在全球储能市场拥有GW·h级的装机容量,然而其安全问题一直倍受关注,成为制约其产业大规模发展的一大要素.本文首先介绍储能钠硫电池的结构、工作原理及其工程化发展现状,再针对高温钠硫电池应用中存在的安全隐患问题,从电池的电芯层面到模组层面,提出提高钠硫电池安全性能的解决策略.着重综述了基于固体电解质增韧、降低固体电解质局部电流密度、增强封接材料的热机械稳定性、电芯外壳防腐蚀、电池保温箱热管理与火源阻隔等安全策略的材料和结构设计方面的研发进展,最后对高安全性钠硫电池未来在低温化和液流化的研发方向作出设想和展望.     

一种可工程化检测磷酸铁锂电池问题的方法

磷酸铁锂电池广泛应用在大规模储能电站系统,为提高电池系统运行性能和保证电池系统安全性,迫切需要一套可工程化、在线、快速、精准定位不一致电芯的方法,便于系统快速诊断和维护.本工作提出了一种基于电池充放电特征,利用多种离群值检测的算法,实现问题分类.在此基础上计算电池偏差容量,以之作为优化系数,对上述各类问题进行优先处理级...     

电化学储能系统电池柜散热的影响因素分析

电化学储能系统是"双碳"目标实现的有利抓手,安全是电化学储能系统发展的生命线.由于大量电池存放于储能电池柜,因此对其散热性能的研究具有重要的意义.针对磷酸铁锂锂离子电池系统机柜:构建了电池系统数值模型,获得了电池柜内的温度场和气流组织,试验结果验证了模型的合理性;研究了进口风速、单体电池间距以及电池组间距对电池柜散热性...     

风电场内电化学储能系统的应用设计研究

近年来,随着电池价格的降低和我国储能政策的落地实施,电化学储能得到快速发展.由于电化学储能的灵活响应等优势能够有效地平抑可再生能源的波动而被广泛的关注.本文研究风电场内电化学储能系统的应用设计,在明确风电场内布置储能的必要性的基础上,给出了电化学储能系统电池选型、电气接线设计和能量管理系统的设计方案,最后总结了电池储能...