基于半经验法的锂离子电池衰减模型

在考虑多影响因素模型的基础上,结合固体电解质界面(SEI)薄膜形成机理,提出基于半经验法的锂离子电池寿命衰减模型;以石墨-磷酸铁锂(LFP)锂离子电池为研究对象,利用电池衰减数据对模型进行参数整定;基于电池循环测试实验对该模型与现有多应力模型在一定运行条件下预估的电池容量衰减进行比较分析;结果表明,所提出的模型对电池衰减数据的拟合程度较好,且对电池容量的衰减预测误差均能保持在3%以内。

一种新型城轨车辆移相全桥变换电路研究

为了提高传统移相全桥电路在大功率和宽范围输出电压下很难满足半载以下软开关需求,以及电路损耗高的问题,设计了一种新型移相全桥变换电路,即在最难实现软开关的滞后桥臂并联辅助电流源网络,改变移相全桥电路的工作模态,使滞后桥臂在宽范围负载下仍可实现软开关,同时降低电路损耗。对所设计的电路进行仿真和损耗分析,新型移相全桥电路可满足在输出电压77~137.5 V下19%~100%额定负载的软开关需求,相较于传统电路软开关范围提升约15%,同时在软开关范围内,新型移相全桥电路开关器件效率大于96.3%,证明了设计方案的合理性。

储能型光伏系统电池容量优化配置及经济性分析

独立型光储微电网作为光伏应用的有效形式得到了广泛的使用,其中系统的经济性优劣主要依赖储能的类型和配置调控方案。基于此,根据独立光伏系统的建模思想,在给定负荷变化规律的前提下,以最大化利用光伏输出能量为目标,建立光伏能量最大化利用模型,将光伏发电单元和储能单元作为整体进行容量优化配置。通过算例分析,获得目前较为典型的5种储能电池和光伏容量的优化配置结果,在此基础上,为使系统经济性最优,进一步引入年均成本为目标并建立相应模型,得到了5种电池和混合储能电池的经济对比分析结果,最后对5种电池对应的放电时间、循环效率和寿命进行了敏感性分析。结果表明,在同等配置条件且满足项目指标的要求下,能量型铅酸电池和功率型铅酸电池组成的混合电池具有更好的经济性,其次为钠硫电池和铁锂电池,全钒液流电池成本最高。

一种铅酸蓄电池充放电效率测试装置及其方法

电池的能量利用率是电池在实际使用时的关键问题。设计了一款基于ARM的充放电测试装置,介绍了装置的整体设计方案,对充放电主回路、缓冲电路以及保护电路等硬件电路进行详细设计,同时编写了相应的软件测试程序来实现装置的功能要求,并对不同规格的蓄电池充放电能量利用率进行了测试和对比分析。测试结果表明,所设计的测试装置和方法能够对一般铅酸蓄电池的充放电效率给出比较准确的测量。

考虑光伏校正的微电网储能容量优化配置

针对光伏微电网中储能容量优化配置时忽略光伏实际出力的问题,提出一种考虑温度和光照强度的光伏输出功率校正方法,建立光伏优化模型。其次以储能经济最优为目标,在满足负荷需求的基础上进行光储联合建模,并考虑负荷缺电率和能量溢出比的影响,对电网分时电价下5种储能电池分别进行容量配置和经济性分析。最后通过算例验证了所提模型更满足地域特性、符合光伏实际输出功率。所配置的结果表明,在项目周期内钠硫电池成本最高,功率型铅酸电池成本最低,全钒液流、锂电池和能量型铅酸电池总投资成本相当。

基于IPMOCSA的光伏微网混合储能容量优化配置

针对光伏微网中混合储能的容量优化配置问题,以经济性为目标考虑微电网和大电网的交互功率成本建立系统经济优化模型,并提出一种改进的多目标乌鸦算法进行求解,获得优化配置结果。考虑分时电价设计微电网的系统运行策略,建立系统的运行成本模型,在此基础上建立不同类型储能介质的投资模型。利用以经济最优为目标,获得不同类型储能介质的容量优化配置占比,并对比多目标粒子群算法进行算例验证。结果表明提出的IPMOCSA求解精确度更高、收敛速度更快,混合储能配置成本节省了5.13%,配置方法对实际应用有一定参考性。

基于频率分割和虚拟直流机的混合储能控制策略研究

针对直流微电网混合储能中能量电池使用寿命的问题,设计频率分割器和功率调节环节,通过对系统净功率进行分割,提升混合储能的平抑效果和能量电池的使用寿命。并考虑到微电网储能变换器低惯量和弱阻尼的特点,采用虚拟直流发电机控制策略,提升系统的暂态稳定性。仿真结果表明,相较于传统PI控制,所设计的控制策略可以使母线电压波动小于0.53%;并且能量电池的功率波动和功率电池相比,变化趋势明显更加平缓。

宽范围软开关PWM全桥模块化多电平DC-DC变换器的比较分析

本文分析了2种宽范围软开关全桥(full bridge,FB)模块化多电平DC-DC变换器(modular multi-level DC-DC converters,MMDCs),并对2种MMDCs进行了比较评价。所讨论的拓扑结构具有传统FB MMDC的所有优点,初级开关上的电压应力更小,不增加初级钳位装置和模块化主结构。此外,各变换器的初级开关可以在大负载范围内获得零电压开关(zero voltage switch,ZVS)或零电流开关(zero current switch,ZCS)。根据软开关特性、电流应力、功率损耗分布等性能、元件和拓扑结构指标,对所提出的FB MMDCs进行了分析和评价。实验结果也验证了新拓扑的可行性和优越性。

微电网储能电池寿命衰减模型研究

储能电池在微电网系统运行中放电倍率具有随机性导致其寿命难以准确预估.针对微网运行场景下蓄电池的寿命预测问题,提出了一种用于微电网储能电池寿命估算的衰减模型.将放电倍率对储能的影响折合在储能荷电状态和放电深度中,考虑日历衰减、循环衰减的综合作用和固体电解质界面膜形成机理,获得更能真实反映微电网储能电池寿命衰减特性的模型.不同运行条件下电池的循环测试和模型对衰减数据的拟合实验验证了该模型的预估精度和适用性.