刊期浏览栏目浏览

2022年第43卷第5期
整期封面整期目录

    新型储能系统

  • 构网型储能变流器及控制策略研究 AI导读

    李建林, 丁子洋, 刘海涛, 杨夯
    2022, 43(5): 679-686. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.22132
    摘要:具有高比例新能源和高比例电力电子设备的新型电力系统是实现“双碳”目标的重要手段,但新型电力系统也会带来一系列不稳定的问题。在新型电力系统中,构网型控制技术(grid-forming control technology,GFM)具有电压支撑和主动惯量特性,以此替代同步机实现电网支撑,并维持电力系统稳定性,因此GFM具有广阔的发展和应用前景。基于此,首先,对储能变流器的拓扑进行简要介绍,并针对GFM技术的控制特点为其选型;其次,对于现有的构网型控制策略进行总结分析;最后,提出当前研究难点以及发展过程中所面临的问题和挑战,为构网型控制技术今后的发展建设提供思路。  
    关键词:新型电力系统;构网型;变流器;拓扑;控制策略  
    210
    |
    1361
    |
    0
    <HTML>
    <网络PDF> <WORD> <Meta-XML>
    更新时间:2025-06-06
  • 考虑储能性能差异的新能源场站群共享储能交易模式 AI导读

    郝艺博, 杜锡力, 李笑竹, 陈来军
    2022, 43(5): 687-697. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.22114
    摘要:为厘清参与共享的储能电池的技术经济特性与共享储能的价格机制、收益分配间复杂的耦合关系,提出一种考虑储能性能差异的新能源场站群共享储能交易模式。首先,提出基于自配储能的新能源场群共享储能运营模式,以打破新能源场站参与储能资源共享互动时的掣肘。其次,考虑不同储能资源中电池的健康状态,兼顾共享储能多参与者的利益诉求,构建计及储能单元不同技术经济特性的发电侧共享储能价格机制与收益分配方法。最后,利用算例验证所提考虑储能电池健康状态的发电侧共享储能交易模式的可行性。研究成果为发电侧共享储能的经济可持续性发展提供了理论与决策支撑。  
    关键词:储能;性能差异;新能源场站群;共享储能;交易模式;价格机制  
    42
    |
    72
    |
    0
    <HTML>
    <网络PDF> <WORD> <Meta-XML>
    更新时间:2025-06-06
  • 面向百兆瓦级应用的电池储能系统拓扑与控制方法 AI导读

    谷晴, 李睿, 蔡旭, 谢宝昌
    2022, 43(5): 698-706. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.22140
    摘要:随着新能源占总装机的比重不断提高,电池储能电站的容量和规模不断扩大,提升电池储能系统(battery energy storage system,BESS)单机容量具有重要的工程实践意义。为探究面向百兆瓦级应用更具优势的BESS拓扑,首先,分析了传统集中式BESS存在的问题及其单机电压等级和容量提升受限的原因;然后,通过计算分析了星型结构、三角形结构和模块化多电平结构3种高压直挂式BESS的单机容量;最后,以星型结构为例,展开详细研究。介绍了星型结构的拓扑结构和数学模型,分析了高压直挂式BESS的控制方法,包括网侧功率控制和荷电状态均衡控制。通过搭建35 kV/10 MW的仿真模型,验证了控制方法的有效性。研究结果表明,高压直挂式BESS在单机容量和扩容方面具有明显优势,更适用于高压、大容量的应用场合。  
    关键词:电池储能系统(BESS);星型结构;三角形结构;模块化多电平结构  
    106
    |
    122
    |
    0
    <HTML>
    <网络PDF> <WORD> <Meta-XML>
    更新时间:2025-06-06
  • 人工智能在分布式储能技术中的应用 AI导读

    霍龙, 张誉宝, 陈欣
    2022, 43(5): 707-717. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.22109
    摘要:分布式储能是智能配电网和微电网中的关键组成部分。作为目前最具颠覆性的科学技术之一,人工智能有望改变传统分布式储能建模、分析和控制方式,营造更智能化的应用前景。针对人工智能在分布式储能技术中的应用问题,简要回顾了人工智能在电力系统的发展历程,分析了其在分布式储能中的应用适配性问题,归纳总结微电网、智能楼宇和车网协同3种不同空间尺度场景下,人工智能在分布式储能中的具体应用方向和研究成果,并对未来发展趋势进行了展望,以期为分布式储能的智能化研究和发展提供有益参考。  
    关键词:分布式储能;人工智能;微电网;智能楼宇;车网协同  
    82
    |
    215
    |
    0
    <HTML>
    <网络PDF> <WORD> <Meta-XML>
    更新时间:2025-06-06
  • 考虑多目标优化模型的风电场储能容量配置方案 AI导读

    陈晓光, 杨秀媛, 王镇林, 王浩扬
    2022, 43(5): 718-730. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.22020
    摘要:提出一种风电场配置锂离子电池和超级电容混合储能系统的新方法,利用小波包分频技术对原始风功率进行分解,得到混合储能系统补偿功率。以混合储能配置方案为优化变量,引入改进后的全寿命周期成本,建立了净收益-波动性-弃风量的多目标储能系统配置模型。采用改进概率变异粒子群优化(probabilistic mutation particle swarm optimization,PMPSO)算法对该模型进行求解,得到Pareto解集,对解集进行归一化处理,得出熵权最优配置方案,并与单目标最优方案进行对比,验证了熵权最优配置方案对经济性和功能性的兼容性。通过与自适应量子粒子群优化算法(adaptive quantum particle swarm optimization,AQPSO)进行对比,验证了改进PMPSO算法得到的熵权最优配置方案在保证弃风量和波动性较小的同时,配置更小容量的储能以获得更大的收益,满足多目标配置需求。  
    关键词:储能;风电场;多目标求解;优化配置;锂离子电池;超级电容  
    81
    |
    300
    |
    0
    <HTML>
    <网络PDF> <WORD> <Meta-XML>
    更新时间:2025-06-06
  • 储热型太阳能光热发电稳态功率模型 AI导读

    张泽栋, 王维, 叶季蕾, 申洪
    2022, 43(5): 731-739. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.22044
    摘要:储热型太阳能光热发电作为一种清洁能源技术,同时具备连续平稳发电、调节功率和提供系统惯量的能力,是解决新能源发电功率波动问题的技术之一。提出了一种储热型光热发电的稳态功率近似数学模型,该模型以光照辐射度作为输入,以简化比例积分环节模拟光-热-电转换和储热过程,并考虑了输出功率控制策略。验算结果显示,该模型对实际光热电站晴天和阴天光照条件下的功率特性模拟与实测曲线吻合度较高,并可用于分析光热电站功率特性对关键参数的敏感度。  
    关键词:光热发电(CSP);储热;稳态功率;近似数学模型;敏感度分析  
    62
    |
    215
    |
    0
    <HTML>
    <网络PDF> <WORD> <Meta-XML>
    更新时间:2025-06-06
  • 面向太阳能热发电的CaO-CO2热化学储热技术研究进展 AI导读

    徐运飞, 吴水木, 李英杰
    2022, 43(5): 740-747. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.22089
    摘要:太阳能热发电技术是缓解能源危机、改善生态环境的重要技术,其通过配备储热系统可解决太阳能不连续供给与连续的电能消耗之间的矛盾。CaO-CO2热化学储热技术具有来源广泛、成本低廉及储热密度高等优势,具有广阔应用前景。对CaO-CO2太阳能储热系统展开回顾与总结,介绍了其储热原理及与太阳能电站集成方案,分析了影响钙基材料储热的影响因素,阐述了提高钙基材料循环储热性能及机械性能的方法,以期为高性能钙基储热材料的设计与制备,及其在太阳能发电厂中的大规模应用开发提供参考与指导。  
    关键词:太阳能热发电;热化学储热技术;CaO-CO2储热系统;储热性能  
    110
    |
    33
    |
    0
    <HTML>
    <网络PDF> <WORD> <Meta-XML>
    更新时间:2025-06-06

    新型储能本体技术

  • 电池型电容器技术发展趋势展望 AI导读

    魏少鑫, 金鹰, 王瑾, 杨周飞, 崔超婕, 骞伟中
    2022, 43(5): 748-759. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.22115
    摘要:发展可再生能源是实现“碳达峰、碳中和”目标的最重要保障之一。然而,太阳能、风能等新能源出力的不稳定性对储能器件的能量特性和功率特性都提出了更高要求。首先,对传统锂离子电池和超级电容器的技术特征进行论述,提出在新的电网储能要求下发展电池型电容器技术的必要性。然后,从正极材料的改进、负极材料的改进,以及极片结构、集流体与极耳的革新3个方面,详细讨论了电池型电容器关键材料的技术发展方向。最后,提出储能器件的三大核心要素及其“二合一”或“三合一”效应的搭配,以满足对成本、安全性、功率特性和能量特性的多样化需求,并对电池型电容器的发展趋势进行了展望。  
    关键词:可再生能源;储能;电池型电容器;锂离子电池;超级电容器;三维集流体;泡沫铝  
    79
    |
    92
    |
    0
    <HTML>
    <网络PDF> <WORD> <Meta-XML>
    更新时间:2025-06-06
  • 面向电力系统的液态金属电池储能技术 AI导读

    李泽航, 周浩, 李浩秒, 王康丽, 蒋凯
    2022, 43(5): 760-774. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.22154
    摘要:电化学储能灵活高效,是大规模电力储能技术发展的重要方向。液态金属电池(liquid metal battery,LMB)采用液态金属和熔融无机盐分别作为电极和电解质,从根本上避免了传统电池的寿命限制问题,其具有长寿命、低成本、大容量的优势,在电力系统储能领域具有广阔的应用前景。主要介绍了LMB的工作原理,重点综述了其发展历程和重要研究进展,并指出了现有电池体系存在的局限性与面临的挑战,在此基础上,探讨并明确了LMB的重点发展方向。  
    关键词:电力系统;电化学储能;液态金属电池(LMB);液态金属电极;熔盐电解质  
    105
    |
    78
    |
    0
    <HTML>
    <网络PDF> <WORD> <Meta-XML>
    更新时间:2025-06-06
  • 锂离子电容器性能分析及其应用 AI导读

    郑俊生, 吕心荣, 郑剑平
    2022, 43(5): 775-783. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.22131
    摘要:锂离子电容器作为一种新型的储能器件,不仅具有较高能量密度,还具有较为优异的功率密度和超长的循环寿命,在高功率和长寿命的应用场景具有极大的应用潜力。首先,从理论上分析了双电层电容器能量密度受限原理以及锂离子电容器性能提升的因素;其次,对比讨论了锂离子电容器和双电层电容器的性能差异;最后,对锂离子电容器在智能仪表、汽车节能减排、新能源汽车、可再生能源发电与功率储能的应用潜力进行了分析。研究结果为锂离子电容器能量密度的进一步提升提供了理论基础,为锂离子电容器的应用指明了方向。  
    关键词:新能源;储能;锂离子电容器;能量受限原理;性能对比  
    78
    |
    91
    |
    0
    <HTML>
    <网络PDF> <WORD> <Meta-XML>
    更新时间:2025-06-06
  • 基于模糊综合评价的锂离子电池健康状态评估 AI导读

    王宁, 陈志强, 刘明义, 张鹏, 曹曦, 陆泽宇, 雷浩东, 曹传钊, 严晓, 周国鹏
    2022, 43(5): 784-791. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.22110
    摘要:锂离子电池健康状态的准确评估,对于储能系统的安全性具有重要意义。基于某实际运行的锂离子储能电站数据,通过提炼影响锂离子电池健康状态的关键参数,分别对电池电压标准分、充电容量和库伦效率进行单因素分析,通过变异系数法对单因素指标进行赋权,最后采用模糊综合评价法对电池整体健康状态进行量化评分。经评估,该储能电站锂离子电池整体健康状态良好,其中91.67%的锂离子电池健康度评分在85分以上,剩余8.33%的锂离子电池健康度评分低于85分但仍高于80分,且从单因素评估过程中发现,该部分电池开始出现一致性较差等现象,需要对该部分电池加强观测。研究提供了一种基于运行数据的、量化的、原位无损的锂离子电池健康状态评估方法,对储能电站的运行维护、安全稳定运行具有借鉴意义。  
    关键词:储能;锂离子电池;健康状态评估;库伦效率;模糊综合评价  
    55
    |
    93
    |
    0
    <HTML>
    <网络PDF> <WORD> <Meta-XML>
    更新时间:2025-06-06
  • 面向锂电储能系统的本质安全电池智能隔膜材料 AI导读

    闫帅帅, 陆洋, 侯文会, 刘凯
    2022, 43(5): 792-800. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.22098
    摘要:为实现“碳达峰、碳中和”目标,构建安全稳定、绿色低碳的现代化能源体系,锂离子电池作为一种典型的电化学储能器件备受关注。如何在新增装机规模不断扩大的情况下,保证电站安全平稳运行成为了首要问题。为此,从电芯材料角度出发,针对目前商业锂电池隔膜存在的问题,综述了近年来智能隔膜方面的工作,包括聚烯烃隔膜材料改性、新型智能化隔膜结构设计和耐高温聚合物材料开发,强调了开发高安全性隔膜材料的重要性。最后,对液态和固态电池隔膜的研究方向进行了展望,以期为进一步设计高安全性的储能材料提供参考。  
    关键词:储能电站;隔膜;安全性;锂离子电池;热失控;固态电解质  
    68
    |
    338
    |
    0
    <HTML>
    <网络PDF> <WORD> <Meta-XML>
    更新时间:2025-06-06
  • 大容量储能锂电池电芯产热特性研究 AI导读

    孔文俊, 张艳森, 汤效平, 张伟阔
    2022, 43(5): 801-809. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.22135
    摘要:研究大容量储能锂电池电芯的产热特性对于锂电池储能热管理设计有重要意义。采用实验方法测量了电芯的导热系数、比热、电芯在充电和放电过程的绝热温度特性,建立了考虑电芯内部的热传导、电芯表面与空气的自然对流换热的传热模型。数值模拟获得了充电和放电过程中电池最后达到的最高温度、最大温升随着充放电倍率变化的规律,电芯表面温度随时间的变化规律,电芯之间的最佳间距,以及冷却进风量随进风温度变化的规律。结果表明,大容量储能锂电池充电过程产热量略高于放电过程产热量。  
    关键词:热管理;大容量储能锂电池;电芯;产热特性;数值模拟  
    136
    |
    96
    |
    0
    <HTML>
    <网络PDF> <WORD> <Meta-XML>
    更新时间:2025-06-06
  • 采用相变热开关的软包电池热管理研究 AI导读

    王泽旭, 贺可寒, 孙晨, 李凯璇, 巨星
    2022, 43(5): 810-822. DOI: 10.12096/j.2096-4528.pgt.22113
    摘要:针对电池热管理的问题,提出一种基于相变材料硬脂酸和热开关耦合的新型电池温控装置。以软包锂离子电池为对象,应用相变材料耦合热开关的温控装置,并基于数值模拟的研究方法对其温控效果展开研究。装置基于有机相变材料硬脂酸在相变过程中的体积变化特性为机械热开关提供被动驱动,能在电池工作温度较高时迅速为其散热,并能在电池工作温度较低时及时保温。数值仿真结果表明:与无热管理系统的电池相比,相变热开关温控使电池在4 C高倍率放电结束时的最终温度下降了22.46 ℃;在外界环境温度为-20 ℃时,相变热开关温控使电池温度管理时间延长了390 s,具有优良的控温特性。  
    关键词:锂离子电池;电池热管理;热开关;相变材料;被动温控  
    59
    |
    88
    |
    0
    <HTML>
    <网络PDF> <WORD> <Meta-XML>
    更新时间:2025-06-06