全钒液流电池的柔性充放电控制

全钒液流电池(vanadium redox battery,VRB)具有大容量,长寿命、安全可靠、对环境无污染等特点。为了保证全钒液流电池安全充放电并提高电池充电速度,本文提出基于内核电压估计的三闭环柔性充放电控制策略。该策略采用SOC环、电压环和电流环的三闭环结构,三个控制器均采用带限幅值的PI调节器。SOC外环可根据给定SOC值和实际SOC大小,判断电池充电或者放电;电压环采用预估的内核电压进行反馈,实现电池恒压充电;电流环可实现电池恒流充电。其中内核电压可根据全钒液流电池端电压、充放电电流及电池参考模型去预估。最后本文在Simulink上搭建了5 k W/30 k W·h的VRB模型进行仿真验证。结果表明,该控制策略下,电池充电时间缩短近40%,且保证内核电压不超调,实现了VRB的安全充放电。

全钒液流电池充放电控制方法

通过不同应用场景研究全钒液流电池不同充放电控制方法,间断性变电流控制达到了快速充放电的效果。柔性充放电方法实现了电堆内核电压的预估且不超调,提高了VRB的储电能力。直流侧VRB安全充放电策略适用于电网工程应用,可以延长电池寿命。

基于事件驱动的液流电池控制系统实现方式

液流电池具有充放电循环次数大、容量高及寿命长等优点,是长时大规模储能的理想选择,但是其复杂的结构对电池控制系统的要求较高,传统开发方式难以满足其多样的控制需求,因此提出精准度更高、实时性更好的基于事件驱动技术的液流电池控制系统开发方法。首先针对液流电池稳定性需求高、内部损耗大等问题,提出了主/辅助电堆协同架构,并对该架构系统进行建模分析;然后基于事件驱动技术对控制系统进行模块化设计,包括柔性充放电控制、辅助电堆参与的黑启动控制、基于卡尔曼滤波的电池荷电状态(state of charge,SOC)估计等;最后搭建半实物仿真平台,对所提架构和策略进行验证,证明了该架构和策略能提高系统的能量转换效率和稳定性。

智能电网建设助推电动汽车业快速发展

电动汽车业的发展,是改变交通模式及能源消费结构,加速我国实现低碳经济目标的有效途径。分析了电动汽车业的发展对电网规划、建设、运行、服务方面带来的挑战,说明了智能电网是电动汽车规模化应用的基础,介绍了智能电网中柔性充放电、双向互动、集中监控、商业运营技术的电动汽车能源供给技术研究及实践情况,对电动汽车业发展的创新商业运营模式进行了展望。

基于全钒液流电池的构网型储能建模与研究

为解决高比例新能源并网的间歇性与不稳定性问题,同时提高其利用效率,针对基于全钒液流电池(VRFB)的构网型储能系统展开研究。采用多物理场耦合的VRFB混合模型,全面模拟其动态运行特性;设计基于直流母线电压外环的柔性充放电控制策略,并集成虚拟同步发电机(VSG)控制技术,实现对VRFB充放电的精确控制;最后,通过MATLAB/Simulink建模仿真验证策略的有效性。结果表明,所提策略长时放电能稳定输出端电压,在光伏/VRFB并网运行、调频调压及维持直流母线电压稳定等方面性能优异,验证了VRFB在构网型储能领域的应用潜力。