霍克蓄电池储能论文

蓄电池储能论文 第1篇 要完结蓄电池的削峰填谷, 首要应对现已猜测的日负荷曲线进行优化[7], 以便得出24 h的蓄电池储能设备的最优充放电办法, 也便是电池在每个时刻是否应该充放电以及充放电的功率是多少;其次便是实时地进行操控, 经过对最优办法的剖析核算, 得出变流器中可控开关器材的作业状况并发给变流器[6,8]。本文提出了蓄电池储能削峰填谷的简洁算法。 1 蓄电池储能设备充放电优化模型 本模型不计电池自身能量的耗费以及电池爬坡束缚的影响。 1.1 优化方针 在运用这种办法时, 需求优化的方针是每次电池充放电功率p (i) 和充放电的开端时刻Tstart (i) 及完毕时刻Tstop (i) , i=1, 2, …, n, n是一天傍边蓄电池的充放电次数。这儿规定, 电池充电时功率是正值, 放电时功率是负值。 1.2 方针函数 方针函数是使负荷的方差最小化。方差越大, 负荷曲线峰谷差越大, 曲线就越不平整;方差越小, 负荷曲线峰谷差越小, 曲线也就越平整[9]。这儿将一天平均分红a个时刻段, 方针函数如下: 式中, D1 (j) 是经过削峰填谷后第i个时刻段上负荷的巨细, j=1, 2, …, a。 1.3 束缚条件 1) 负荷巨细的束缚为 式中:D0 (j) (j=1, 2, …, a) 是第j个时刻段中负荷的猜测值;sign (x) 是符号函数。 当j在Tstart (i) 与Tstop (i) (i=1, 2, …, a) 之间时, D1=D0+p (i) , 当j为其它值时, D1=D0。 2) 时序束缚为 3) 功率束缚为 式中, Pmax为答应的电池最大充放电功率。 4) 蓄电池容量束缚为 式中:Vlow和Vhigh别离表明蓄电池电量的最低值与最高值, Vinitial和Vfinal别离表明蓄电池电量的初始值与终值。 从上面所列出的模型能够看出, 束缚中有很多表达式都是非线性的, 再加上sign (x) 的不连续性, 给求解带来了很大的难度。 2 蓄电池储能削峰填谷的简洁算法 典型日负荷曲线如图1所示。 从图1能够看出, 大约在09:00-11:00、14:00-17:00和18:00-22:00这三个时刻段中各有一个负荷顶峰, 在02:00-08:30、11:30-13:00和22:00-00:00这三个时刻段中各有一个负荷低谷。依据每个负荷顶峰与负荷低谷的持续时刻, 能够在02:00-08:30期间给电池充电一次, 在09:00-11:00和14:00-17:00这两个负荷顶峰时刻段让电池放电。因为负荷的功率要比蓄电池功率大很多, 所以用最大功率使电池进行充放电。放电时刻和充电时刻是持平的, 即 确认充放电的起止时刻的原理如下: 将一条平行于时刻轴的水平线从下到上以很慢的速度平移, 这时水平线将与负荷曲线的02:0008:00区间的低谷相交, 直到相交区间的时刻为T, 这样就找到了充电时段。这个时段的起始时刻便是电池开端充电的时刻, 时段的完毕时刻便是电池充电的完毕时刻。以相同的办法, 当水平线从上到下平移时, 就会找到电池的放电时段。 3 蓄电池储能设备的实时操控 为了能更好地对蓄电池储能削峰填谷完结操控, 需求将事前现已优化出的最优充放电办法、实践的负荷曲线以及电池的荷电状况加以归纳考虑, 最终确认充放电起止时刻和充放电功率的巨细, 然后完结操控。 3.1 电池充放电起止时刻 1) 假如猜测的负荷曲线和实践负荷曲线二者的负荷顶峰时段与低谷时段彻底相同, 仅仅顶峰与低谷的高低有些不同, 那么当负荷功率远大于蓄电池储能设备的功率时, 最优充放电办法与之前猜测得出的最优充放电办法相同。 2) 假如猜测的负荷曲线和实践负荷曲线在形状上相同, 而在笔直方向不同, 则此刻的最优充放电办法与之前猜测得出的相同。 3) 假如实践负荷曲线的负荷顶峰和负荷低谷延迟抵达或提早抵达, 则运用负荷阈值来决议电池的充电和放电的起始时刻, 当实践负荷到达阈值时, 开端充电和放电。充放电的中止时刻则与之前优化的相同。 3.2 电池充放电的功率 假如充放电的开端时刻由负荷阈值来确认, 那么这时需重新核算充放电的功率, 此刻的充放电功率是之前猜测得出的充放电总能量与充放电时刻之比, 并且充放电功率应该满意-Pmax≤p (j) ≤Pmax;j=1, 2, …, n。 4 实践运用事例 深圳宝清储能站监控页面如图2所示。图2中上部的实线是储能站的猜测负荷曲线, 虚线是储能设备削峰填谷后的成果;下部是蓄电池的出力曲线。其间横坐标代表时刻, 纵坐标的单位是功率。 由深圳宝清储能站的削峰填谷事例能够看出, 运用此简洁算法削峰填谷, 有用地减小了负荷的峰谷差, 有利于电网的经济作业。 5 结语 提出的运用于蓄电池储能削峰填谷的简洁算法, 可依据猜测出的日负荷曲线进行优化并快速地求解出蓄电池设备在一天中的充放电状况。实践应事例表明, 该算法用起来方便快捷, 能够适用于蓄电池储能设备一天充电一次、屡次放电的情形, 但对一天中充电与放电混合穿插的情形不适用。 摘要：为使电池储能运用于电网削峰填谷, 提出了蓄电池储能削峰填谷时的优化模型以及求解这种模型的简洁算法。该算法中蓄电池充放电时能够用最大功率进行, 并能方便地求解蓄电池一天充电一次、屡次放电的状况。实践比如表明, 该算法有用、可行。 要害词：蓄电池储能,削峰填谷,简洁算法,仿真成果 参阅文献 [1]丁明, 张颖媛, 茆美琴, 等.包括钠硫电池储能的微网体系经济作业优化[J].我国电机工程学报, 2011, 31 (4) :7-14.DING Ming, ZHANG Yingyuan, MAO Meiqin, et al.Economic operation optimization for microgrids including Na/S battery storage[J].Proceedings of the CSEE, 2011, 31 (4) :7-14. 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[8]鲍冠南, 陆超, 袁志昌, 等.依据动态规划的电池储能体系削峰填谷实时优化[J].电力体系主动化, 2012, 36 (12) :11-15.BAO Guannan, LU Chao, YUAN Zhichang, et al.Load shift real time optimization strategy of battery energy storage system based on dynamic programming[J].Automation of Electric Power Systems, 2012, 36 (12) :11-15. 依据先进三元资料锂电池的储能体系 第2篇 储能体系在运用范畴上能够分为小型无间断备用电源（UPS）和大型储能电站(ESS)。UPS在停电时给核算机/服务器、存储设备、网络设备等核算机、通讯网络体系或工业操控体系、需求持续作业的工业设备等供给不间断的电力供应。储能电站的目的是“削峰填谷”，能够把用电低谷期低价的充裕的电贮存起来，在用电顶峰电价较贵的时分再拿出来用，能够为用户节约用电本钱，也能在用电顶峰期缓解电网的用电压力。储能电站还可存储太阳能和风能电站产生的电能，将光能和风能与储能电站完美结合，完结可再生电能的有用贮存，打破时刻和气候束缚，处理了太阳能和风能因为缺乏安稳性而形成的并网难题。 现在商场上的储能体系多是依据传统的铅酸电池，铅酸电池虽然价格低廉，但是它首要有由金属铅构成，对环境损害很大，并且它们寿数很短，一般2年左右就要替换悉数电池。在低碳和环保背景下，用新型锂离子电池替代传统铅酸电池是大势所趋。商场上虽然有依据磷酸铁锂电池的储能体系，但是磷酸铁锂电池价格高昂，是铅酸电池的3倍以上，在商场上缺乏竞争力。本项目的目的是规划和制作依据廉价三元锂电池的储能体系，能够用于备用电源也能够用于储能电站，比依据磷酸铁锂的储能体系在本钱上能降低30%以上，并且能量密度更高，重量和占地面积都显著降低。崔博士现已和敦煌力动摇力科技有限公司协作在敦煌市的国家级光电基地建造了一个0.5MWH的储能电站体系，这个储能电站首要服务于一个光伏电厂，在光照缺乏时为辅佐光伏板以产生安稳的输出功率。 以下是崔立峰博士课题组规划并加工的用于储能体系的三元资料电芯和电池组模块： 3.7V-50AH电芯 储能电池二次运用的经济效益评估 第3篇 [要害词]储能电池；削峰填谷；经济效益 大容量电池储能体系在电力体系中的运用已有20多年的历史，早期首要用于孤立电网的调频、热备用、调压和备份等。电池储能体系在新动力并网中的运用，国外也已展开了必定的研讨。上世纪90年代末德国在Herne1MW的光伏电站和Bocholt2MW的风电场别离装备了容量为1.2MWh的电池储能体系，供给削峰、不中止供电和改善电能质量功用。从2003年开端，日本在Hokkaido30.6MW风电场装置了6MW/6MWh的全钒液流电池（VRB）储能体系，用于平抑输出功率动摇。2009年英国EDF电网将600kW/200kWh锂离子电池储能体系装备在东部一个11KV配电网STATCOM中，用于潮流和电压操控，有功和无功操控。 全体来说，储能电池的运用目的首要考虑“负荷调理、合作新动力接入、补偿线损、功率补偿、削峰填谷”等几大功用运用。比如：削峰填谷，通俗一点解说，能够把用电低谷期充裕的电贮存起来，在用电顶峰的时分再拿出来用，这样就削减了电能的糟蹋。而储能电池的绿色优势则首要体现在：绿色环保，促进环境友好；集约用电，为家庭削减资源消耗等方面。 储能电池选型准则：为了完结削峰填谷、负荷补偿，进步电能质量运用的储能电站，储能电池是十分重要的一个部件，必须满意以下要求：简略完结多办法组合，满意较高的作业电压和较大作业电流；电池容量和功用的可检测和可诊断，使操控体系可在预知电池容量和功用的状况下完结对电站负荷的调度操控；高安全性、牢靠性：在正常运用状况下，电池正常运用寿数不低于15年；在极限状况下，即使产生毛病也在受控规划，不应该产生爆炸、焚烧等危及电站安全作业的毛病；具有良好的快速呼应和大倍率充放电能力，一般要求5-10倍的充放电能力；较高的充放电转换功率；易于装置和维护；具有较好的环境适应性，较宽的作业温度规划；契合环境维护的要求，在电池出产、运用、收回进程中不产生对环境的破坏和污染。 假如在家庭内能够运用储能电池完结削峰填谷，不只绿色环保，还能为家庭带来经济效益。储能电池能为家庭带来多少经济效益，咱们首要要了解居民用电量，电费价格，储能电池存电量等数据。 上海施行的是谷峰分时阶梯电价。依据用电量将电价分红三档，其间榜首档为0-3120KWh峰时段电价为0.617元/KWh，谷时段电价为0.307元/KWh。第二档为3120-4800KWh峰时段电价为0.677元/KWh，谷时段电价为0.337元/KW。第三档为4800KWh以上，峰时段电价为0.977元/KWh，谷时段电价为0.487元/KW。其间早上6点到晚上10点的电价为峰时电价，晚上10点到早上6点的电价为谷时电价，详细见表1。 不妨用CP表明峰时价格即早上6点到晚上10点的用电单价，Cq表明谷时价格即晚上10点到早上6点的用电单价。C表明家庭每年的本钱费用，家庭每年的总本钱费用为年用电费用，即C=Cp*a+Cq*b。 以下核算三名用户的年用电费用，其间用户1的年用电量2600kWh为榜首档，用户2的年用电量3900KWh为第二档，用户3的年用电量6000KWh为第三档。不妨假定三名用户的峰时段用电量与谷时段用电量之比为4：1。 由年用电费公式核算得：用户1的年用电费用为C1=0.617*2080+0.307*520=1443元。用户2的年用电费用为C2=0.677*3120+0.337*780=2375.1元.用户3的年用电费用为C3=0.977*4800+0.487*1200=5274元。 假定家庭用户运用了储能设备，在谷时段充电，在峰时段放电，核算三名用户的年用电费用。年用电费=Cp*（峰时总用电量-365*储能设备容量）+Cq*（谷时总用电量+365*储能设备容量）。 三名用户的年用电费如表3。 由上表可知运用了储能设备的年用电费相较没有运用的经济效益更好，并且运用的储能设备容量越大，经济效益越高。但储能电池体系一次性出资较高，首要原因现在储能电池的造价较高。储能电池的商场价格如表4所示，储能电池价格昂贵，因而家庭用户购买储能设备的活跃性较低。跟着储能电池制作技能的展开和国家的扶持力度的加大，其本钱必然会大幅降低，经济性得到更好的体现。 因为家庭用户所需求储能的容量较小，储能设备的二次运用具有必定的商业价值。2012年发布的《节能与新动力轿车工业展开规划》指出，估计2015年我国新动力轿车累计产销量将达50万辆。作為电动轿车用动力锂电池，容量衰减至额外容量的80%时，电动轿车的续航路程会显着削减，失掉运用价值，但关于储能体系来说仍具有较大的运用价值。此外，因而，电动轿车电池的二次运用能够延伸其运用寿数，进行其价值延伸，关于推动电动轿车职业的可持续展开具有重要意义。国内已有企业在这方面做出了活跃测验。山东威能环保电源有限公司日前新上的“废旧锂离子动力电池收回处理和归纳运用”项目，总出资额17亿元，建造期限3年，施行后每年可收回动力电池30亿安时，收回金属25500吨以上，价值20400万元，循环运用旧电池容量约24亿Ah，可组建储能站完结动力充分运用7200兆瓦时。该项目作为国内数量不多的大规划专业锂离子电池收回处理和归纳运用项目，对我国往后在该范畴的展开具有示范性和带动性效果。 储能电池全体展开前景：全球动力紧缺，新兴动力工业的展开势在必行，但风能、太阳能等清洁动力受环境影响较大，功率不安稳，致使传统电网无法承载，很多能量被糟蹋。首要原因之一便是：储能技能落后，现有储能电站无法完结功率补偿，无法满意功率滑润的需求。能够说，储能电池的展开已成为新动力开发的中心之一。顺应今世社会动力的展开趋势，储能体系在电力体系运营中占据了越来越重要的位置， 可再生动力进一步的技能打破、展开和引领需求与储能技能创新相结合，储能技能的未来商场潜力不可限量。循环运用旧电池，不只能为居民带来经济效益，从环保方面考虑，虽然锂电池环境污染性相对较小，但是其间的镍、钴、锰等金属元素以及各类锂盐、有机溶剂等物质依然具有必定的易燃性、浸出毒性和腐蚀性，直接丢掉形成的成果不容小觑。因而，电动轿车电池的梯级运用能够延伸其运用寿数，进行其价值延伸，关于推动电动轿车职业的可持续展开具有重要意义。 参阅文献 [1]苏虎，栗君，吴玉光，等.储能电池体系经济价值的评估[J].上海电力学院学报，2013，29（4）：315-320. 蓄电池储能论文 第4篇 跟着电力电子技能、核算机技能及社会经济的展开,分布式风力发电作为处理传统发电体系所带来的经济及环境等问题的办法之一,越来越遭到注重,其在电力动力中所占份额也越来越大[1,2]。一同,分布式发电体系中微电源的添加也带来一系列问题,如单机接入本钱高、操控复杂等,由此,微电网的概念应运而生[3]。 风电、光伏发电等可再生微电源自身的不安稳性、动摇性以及负载的扰动,会严重影响微电网接入电网处的公共供电点(PCC)电压和频率的安稳,而对风电穿透比高且孤网作业的微电网影响更甚。然而,对微电网中的任一灵敏负载而言,PCC电压和频率的安稳十分重要。针对这些问题,国内外不同学者提出了一些处理办法[4,5,6,7]。文献[4,5]从理论上剖析了经过DC-DC改换器将直流储能模块与各个微电源并接在电力电子接口设备的直流母线侧,并经过此接口设备完结微电源及储能模块与电网的能量改换和操控,但因每个微电源都需一个储能单元及DC-DC改换器,然后添加了体系结构复杂性,不易操控且维护本钱高。文献[6]针对自励磁感应电机风力发电体系,将储能单元经改换器直接与PCC相连,经过电压单闭环操控来完结PCC电压和频率的安稳,然后完结体系电压及频率的安稳,但因其针对感应发电机体系且只有电压闭环操控,体系操控精度不高,体系电压及频率差错较大,不宜用于为比如核算机、高精度机床等灵敏负载供电。 一同,为满意大容量负荷要求,特别是微电网孤网作业时,针对大容量储能体系怎么接入微电网、多个微电源之间怎么和谐操控、微电源与储能体系怎么和谐操控及分配负荷以坚持体系安稳等问题,不少学者进行了一些研讨[5,8,9,10,11]。文献[8]从体系的角度剖析了大容量储能体系与含输配电网、微电网间的智能电网兼容性计划,提出了大容量储能体系接入智能电网的容量装备准则及调度战略,但未能详细剖析储能体系的作业原理及操控战略。文献[5]规划了包括DC/DC斩波电路和DC/AC逆变器在内的大容量储能接入办法,但其体系结构、操控算法均较复杂。针对储能体系接入电网的和谐操控及负荷分配,文献[9]提出了一种依据谐波电流的巨细来操控输出电压脉宽,然后操控并联微电源间分配非线性负荷的操控战略;文献[11]考虑到低频时微电网的阻抗首要表现为阻性,提出了一种适宜于交流分布式体系孤网作业的负荷分配操控战略。上述研讨首要是针比照如风电、光伏发电等可再生微电源,关于多个并联蓄电池储能体系(BESS)怎么进行有功/无功功率和谐操控来滑润体系功率,然后安稳PCC电压和频率的研讨并不多。 依据上述状况,有必要研讨怎么构建大型储能体系接入微电网以满意其对储能体系的容量要求,怎么对每个BESS进行有功和无功功率操控及合理分配负荷,保证PCC电压和频率的安稳,以到达微电网对储能体系的供电要求。本文提出了一种适用于大型储能体系接入微电网的完结办法,选用依据有功和无功功率双闭环操控战略的BESS来完结PCC电压及频率的安稳,树立了体系仿真模型,并规划了试验样机。 1 大型BESS的构成及作业原理 1.1 大型BESS的构成 本文依据大型BESS的微电网结构见图1。体系首要由BESS、负载、静态开关(SB)及其他电源(如风电)组成。BESS由多个BESS子体系并联构成,每个BESS子体系又由一个电池模块(BM)与一个功率调理器(PCS)组成,每个PCS首要由三相桥式电压源改换器(VSC)及滤波器构成,每个电池模块是由必定数目电池单体经串并联直接构成(详细个数因电池类型而定)。可见,本文提出的大型BESS完结办法为:关于单个BESS子体系,将必定容量电池模块(本文为50 kW/144 V)直接衔接在PCS直流母线侧,经PCS完结DC/AC改换,得到电网/负载所需的交流电再经调压器并接在PCC上,然后多个BESS子体系在PCC处的并联提升了整个BESS容量。 1.2 体系作业原理 如图1所示,当SB断开的瞬间,微电网脱离电网进入孤网作业状况,BESS将敏捷承当负载与其他微电源(如风电)之间的瞬时功率差,当微电源宣布的电能多于负载所需能量时,剩下的电能经PCS向储能体系充电,反之,储能体系将向负载供电。关于每个BESS子体系而言,仅运用本地信息经过操控PCS来保证PCC处电压及频率的安稳。PCS不只能将输入的直流电压转换为幅值、频率及相位均为所需的三相电压,且能为体系供给双向可控的有功和无功功率使PCC处电压和频率安稳在答应的规划之内。特别是当微电网处于孤网作业状况且其他微电源不能向微电网供电(如几小时内无风或风能不可运用)时,储能体系将独自为负载供电,并坚持体系的安稳。 2 储能体系数学模型及操控战略 2.1 蓄电池及其模型 蓄电池分为很多种,在大规划储能体系方面,现在国内外运用较广、技能相对老练的蓄电池以铅酸蓄电池为主,也有钠硫电池[12]、液钒电池[13]。相关于钠硫电池及液钒电池,铅酸电池具有技能老练、本钱低一级长处。本文选用铅酸电池作为研讨方针,其等效模型如图2所示[14,15]。图中,