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基于CNN-LSTM-AM模型的储能锂离子电池荷电状态预测
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作者 杜伟 王圣 +2 位作者 李健 韩哲哲 许传龙 《电工技术学报》 北大核心 2025年第9期2982-2995,共14页
准确地预测电池荷电状态(SOC)对于提高电池的利用效率及安全性能具有重要意义。传统电池SOC预测方法高度依赖机理模型和统计模型,存在异常值敏感、实践精度受限等问题。该文提出一种卷积神经网络-长短时记忆神经网络-注意力机制(CNN-LST... 准确地预测电池荷电状态(SOC)对于提高电池的利用效率及安全性能具有重要意义。传统电池SOC预测方法高度依赖机理模型和统计模型,存在异常值敏感、实践精度受限等问题。该文提出一种卷积神经网络-长短时记忆神经网络-注意力机制(CNN-LSTM-AM)模型,通过电池可测变量预测SOC变化趋势。该模型首先利用一维卷积神经网络(CNN)提取可测变量的空间特征;然后将其送至长短时记忆(LSTM)进行时间序列分析;最后引入注意力机制(AM)筛选关键特征,并降低特征数据冗余程度。此外,CNN-LSTM-AM模型在训练过程中采用雾凇优化算法(RIME)进行超参数寻优,有效地提高训练效率、降低训练成本。在磷酸铁锂公开数据集上开展实践测评,结果表明,基于CNN-LSTM-AM模型的电池SOC预测性能良好,优于传统时间序列预测方法,其方均根误差为0.64%、平均绝对误差为0.52%(25℃)。此外,该模型适用于动态工况下的电池状态预测,具有较高的预测精度和鲁棒性。 展开更多
关键词 储能锂离子电池 荷电状态 长短时记忆 注意力机制 雾凇优化算法
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以安全高质量应用为导向的储能锂离子电池综合性能评价标准 被引量:9
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作者 官亦标 沈进冉 +6 位作者 刘家亮 渠展展 高飞 刘施阳 郭翠静 周淑琴 付珊珊 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期2946-2953,共8页
作为支撑智能电网和能源转型发展的关键技术,储能受到广泛关注,其中以锂离子电池为代表的电池储能成为大规模储能的首选储存载体之一。然而随着电池储能应用规模逐渐增加,暴露出储能系统在质量和安全方面存在诸多问题和风险,电池储能系... 作为支撑智能电网和能源转型发展的关键技术,储能受到广泛关注,其中以锂离子电池为代表的电池储能成为大规模储能的首选储存载体之一。然而随着电池储能应用规模逐渐增加,暴露出储能系统在质量和安全方面存在诸多问题和风险,电池储能系统作为电气设备整机产品目前还不成熟,储能电站的整体安全与质量状态存在不确定性,导致目前大量已建储能电站利用率偏低。由于设备整机产品还处于不成熟、不断迭代发展过程中,为提升现阶段锂离子电池储能电站的应用水平,以安全高质量应用为导向,围绕储能用锂离子电池这个核心部件开展综合性能评价显得尤为重要。本文主要梳理了国内储能锂离子电池相关标准的最新进展,对锂离子电池储能核心标准的重要内容和该标准对行业发展的作用进行了详细分析。结合电池储能特性评价和检测技术研究积累,提出了涵盖型式试验、等级评价、到货抽检、并网检测及运行考核检测的电池储能全流程检测评价整体解决方案,通过对各个环节的详细分析表明该方案可以实现对投运的涉及电网运行的电网侧、电源侧、用户侧储能设备全链条全环节闭环管理,对于提升电池储能设备投运前的标准化规范化水平、提高储能电站运行可靠性、降低储能电站安全风险具有重要意义。 展开更多
关键词 储能锂离子电池 综合性能 储能标准 整体解决方案
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锂离子电池储能舱液氮灭火数值模拟研究
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作者 于永 宋宇辰 +1 位作者 周伟 王志 《消防科学与技术》 北大核心 2025年第4期504-510,共7页
为研究液氮对储能舱火灾的抑制效果,通过数值模拟的方法 ,模拟了储能舱内锂离子电池模组的热失控。比较了常压和低压环境下液氮和细水雾的灭火效果,并进一步研究了喷头数量以及喷雾角度对储能舱液氮灭火效果的影响。研究结果表明,在抑... 为研究液氮对储能舱火灾的抑制效果,通过数值模拟的方法 ,模拟了储能舱内锂离子电池模组的热失控。比较了常压和低压环境下液氮和细水雾的灭火效果,并进一步研究了喷头数量以及喷雾角度对储能舱液氮灭火效果的影响。研究结果表明,在抑制储能舱锂离子电池热失控蔓延方面,无论是常压还是低压环境,液氮都比细水雾的效果更佳,且随着喷头数量增加、喷雾角度减小,液氮的灭火效果进一步增强。因此,通过设置不同数量和喷雾角度的喷头,可以优化储能舱火灾中液氮的灭火效果。研究结果可为锂离子电池储能舱液氮灭火设计提供依据。 展开更多
关键词 离子电池储能 液氮灭火 喷头数量 喷雾角度 数值模拟
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基于片段数据的储能电池SOH估计
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作者 耿萌萌 范茂松 +2 位作者 魏斌 张明杰 胡晨 《全球能源互联网》 北大核心 2025年第1期57-66,共10页
为了提高储能电池健康状态(state of health,SOH)精度及工程适应性,首先,分析某光储电站的运行数据,设计模拟工况实验,结合数据特点和老化机理,选取了3.41 V前30 min内充电电压差(时间间隔分别为1 min、3 min及5 min)作为储能电池健康... 为了提高储能电池健康状态(state of health,SOH)精度及工程适应性,首先,分析某光储电站的运行数据,设计模拟工况实验,结合数据特点和老化机理,选取了3.41 V前30 min内充电电压差(时间间隔分别为1 min、3 min及5 min)作为储能电池健康状态评价的特征参量,并利用20 Ah磷酸铁锂电池的循环数据,结合遗传算法(genetic algorithm,GA)改进的反向传播(back propagation,BP)神经网络进行建模。利用1200次未参与模型训练的数据对模型的精度进行验证,其中1 min间隔电压差为特征参量的模型精度最高,平均绝对百分误差(mean absolute percentage error,MAPE)为0.37%,均方根误差(root mean square error,RMSE)为0.456 5。其次,通过模型迁移,将260 Ah磷酸铁锂电池SOH估计最大误差由5.52%降低到1.89%。最后,利用该模型对光储电站中一簇储能电池单体进行了批量SOH估计,工程适应性良好。 展开更多
关键词 储能锂离子电池 片段数据 GA-BP神经网络 健康状态估计 模型迁移
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锂离子电池储能安全管理中的机器学习方法综述 被引量:27
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作者 蔡涛 张钊诚 +2 位作者 袁奥特 史致远 张博涵 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2022年第24期178-187,共10页
随着当前电化学储能技术的广泛应用,电池储能电站的安全运维问题日渐突出。传统电池管理系统仅能获得各电池单体的电压、电流及温度,并且受限于硬件处理能力、数据传输带宽及延迟等条件,掌握海量电池单体储能系统的健康与安全运行状态... 随着当前电化学储能技术的广泛应用,电池储能电站的安全运维问题日渐突出。传统电池管理系统仅能获得各电池单体的电压、电流及温度,并且受限于硬件处理能力、数据传输带宽及延迟等条件,掌握海量电池单体储能系统的健康与安全运行状态成为关键技术难题。机器学习方法在锂离子电池运行状态预测领域的应用为储能电池系统安全管理创造了条件。针对锂离子电池安全管理需求,首先对锂离子电池滥用及热失控风险机理的相关研究进行了介绍。随后,讨论了锂离子电池管理系统架构及其应用特点,并详细论述了机器学习方法在锂离子电池健康与安全状态分析方面的应用。最后,对储能电站锂离子电池的安全管理进行了展望。 展开更多
关键词 离子电池储能 电池健康与安全 机器学习
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适用于故障特性分析的锂离子电池储能电磁暂态建模方法 被引量:15
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作者 张家琪 刘朋印 +1 位作者 谢小荣 杨国生 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2023年第7期166-173,共8页
为促进新能源的消纳利用,锂离子电池储能系统(LiBESS)在电网中得到了广泛应用,进一步导致电网故障特征更加复杂。为此,提出一种LiBESS电磁暂态建模方法。在分析故障特征的基础上,建立了功率变流器系统(PCS)模型和兼顾电池外特性、荷电... 为促进新能源的消纳利用,锂离子电池储能系统(LiBESS)在电网中得到了广泛应用,进一步导致电网故障特征更加复杂。为此,提出一种LiBESS电磁暂态建模方法。在分析故障特征的基础上,建立了功率变流器系统(PCS)模型和兼顾电池外特性、荷电状态的锂离子电池模型。PCS控制策略引入了故障穿越控制环和负序控制环,实现了故障穿越并消除了直流母线电压波动。此外,通过机理分析和仿真验证明确了LiBESS在不同充放电模式下的故障特性差异。最后,基于PSCAD/EMTDC的电磁暂态仿真和基于实时数字仿真器的硬件在环测试验证了所提建模方法的有效性。 展开更多
关键词 离子电池储能系统 功率变流器系统 电磁暂态建模 故障穿越 负序控制
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锂离子电池储能系统浸没液冷的技术经济性分析
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作者 林季锦 刘倩 +4 位作者 曲涛 李京鲲 黄东永 朱晓庆 巨星 《储能科学与技术》 2025年第9期3622-3635,共14页
浸没储能系统因传热能力强、电池一致性佳等优势,逐渐受到关注。然而,对浸没式液冷的经济性,目前比较研究工作仍较为匮乏。本工作基于浸没储能系统的特点开展经济性分析研究。首先,对浸没储能系统技术对比分析,讨论储能系统方案中整包... 浸没储能系统因传热能力强、电池一致性佳等优势,逐渐受到关注。然而,对浸没式液冷的经济性,目前比较研究工作仍较为匮乏。本工作基于浸没储能系统的特点开展经济性分析研究。首先,对浸没储能系统技术对比分析,讨论储能系统方案中整包浸没、整簇浸没、储能柜以及储能集装箱的主要特点、系统结构和组成部件等。随后,基于浸没储能系统的总体结构和主要部件的成本,结合储能系统发热量计算模型和经济性分析模型,计算评估了4种组合下浸没储能系统的经济性。最后,本工作考虑浸没热管理下电池寿命变化分析了对储能系统经济性的影响,并计算了浸没储能系统的浸没液成本和结构对经济性的影响。结果表明在一定条件下,浸没储能系统的投资回收期、净现值和内部收益率等经济性指标均位于合理区间。以整包浸没的电池集装箱系统为例,其静态投资回收期为4.65年,动态投资回收期为5.81年,净现值为434.09万元,内部收益率为18.14%,浸没储能系统在经济性上可具备一定优势。 展开更多
关键词 离子电池储能 浸没液冷 经济性分析 电池寿命
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储能电站电池标准与测试探讨 被引量:8
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作者 唐伟佳 史明明 +1 位作者 刘俊 吕振华 《电源技术》 CAS 北大核心 2020年第10期1558-1562,共5页
大规模储能系统已经成为保证电力系统可靠供电的一个重要手段,储能电池是储能系统的核心技术。梳理了现有储能电池相关标准,归纳了储能电站电池电气性能测试项目,并对实际测试中存在的问题进行剖析,以电池充放电试验温度和单体一致性为... 大规模储能系统已经成为保证电力系统可靠供电的一个重要手段,储能电池是储能系统的核心技术。梳理了现有储能电池相关标准,归纳了储能电站电池电气性能测试项目,并对实际测试中存在的问题进行剖析,以电池充放电试验温度和单体一致性为例,说明了储能电池电气性能测试方法仍有待进一步的标准化。为锂离子储能电池电气性能测试标准提供参考。 展开更多
关键词 离子储能电池 电池电气性能测试标准 测试方法 温度变化 单体一致性
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Advances of carbon nanotubes in lithium-ion batteries for the era of carbon neutrality
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作者 HE Zi-ying YU Xing-wei +3 位作者 LV Qing-long WANG Xin-ping ZHANG Chen-xi WEI Fei 《新型炭材料(中英文)》 北大核心 2025年第4期766-781,共16页
Energy storage is a key factor in the drive for carbon neutrality and carbon nanotubes(CNTs)may have an important role in this.Their intrinsic sp2 covalent structure gives them excellent electrical conductivity,mechan... Energy storage is a key factor in the drive for carbon neutrality and carbon nanotubes(CNTs)may have an important role in this.Their intrinsic sp2 covalent structure gives them excellent electrical conductivity,mechanical strength,and chemical stability,making them suitable for many uses in energy storage,such as lithium-ion batteries(LIBs).Currently,their use in LIBs mainly focuses on conductive networks,current collectors,and dry electrodes.The review outlines advances in the use of CNTs in the cathodes and anodes of LIBs,especially in the electrode fabrication and mechanical sensors,as well as providing insights into their future development. 展开更多
关键词 Carbon nanotubes Conductive additives Lithium-ion batteries Carbon neutrality Energy storage
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