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锂离子电池/超级电容器混合储能系统能量管理方法综述 被引量:16
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作者 宋元明 刘亚杰 +2 位作者 金光 周星 黄旭程 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期652-668,共17页
锂离子电池/超级电容器混合储能系统因其良好的性能、较低的成本和较强的通用性,已成为应用最为广泛的混合储能系统。能量管理技术是混合储能系统的核心技术之一,也是当前主要的研究热点。为了系统地对混合储能系统能量管理方法进行综述... 锂离子电池/超级电容器混合储能系统因其良好的性能、较低的成本和较强的通用性,已成为应用最为广泛的混合储能系统。能量管理技术是混合储能系统的核心技术之一,也是当前主要的研究热点。为了系统地对混合储能系统能量管理方法进行综述,本文首先对锂离子电池/超级电容器混合储能系统的拓扑结构、能量管理架构以及功率分配控制进行了介绍;而后,本文将现有的混合储能系统能量管理方法分为基于经验、基于优化、基于工况模式识别和基于机器学习5大类并进行了详细的对比分析,重点针对规律性工况与随机性工况讨论了各类能量管理方法的效能,并分析了各类方法的鲁棒性与计算复杂度;最后,本文对现有的能量管理方法进行了总结,并对该领域未来的研究方向和发展趋势进行了展望。综合分析表明,提高对随机性负载未来工况的预测精度、建立更加精准的混合储能系统模型并通过云端协同进一步提升能量管理方法的实时性将是未来混合储能系统能量管理研究的重点。 展开更多
关键词 混合储能系统 能量管理 功率分配 离子电池 超级电容器
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电池-超级电容器混合储能系统研究进展 被引量:37
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作者 乔亮波 张晓虎 +2 位作者 孙现众 张熊 马衍伟 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期98-106,共9页
储能是解决可再生能源大规模发电并网、推动新能源汽车发展、实现“碳达峰”“碳中和”中长期目标的关键支撑技术。能量型储能器件与功率型储能器件组成的混合储能系统是能量管理和功率管理的高效系统,充分发挥了能量型储能的持久性和... 储能是解决可再生能源大规模发电并网、推动新能源汽车发展、实现“碳达峰”“碳中和”中长期目标的关键支撑技术。能量型储能器件与功率型储能器件组成的混合储能系统是能量管理和功率管理的高效系统,充分发挥了能量型储能的持久性和功率型储能的快速性,大幅提升了储能系统的综合性能和经济性。本文概述了能量型和功率型电化学储能技术及特点,总结了各类电池-超级电容器混合储能系统,分析了混合储能系统在电网储能、新能源汽车、轨道交通等领域的应用。详细分析了电池-超级电容器混合储能系统关键技术,包括混合储能系统控制和能量管理,总结了近期较为常见的混合储能系统使用的控制方法;混合储能系统的参数匹配和技术经济性进行分析;介绍了混合储能系统拓扑结构分类,并讨论各种拓扑结构的优缺点。此外,还对电池-超级电容器混合储能系统和单一储能系统进行了仿真对比,验证了混合储能系统相较于单一储能系统的优越性。最后,对电池-超级电容器混合储能系统进行了总结和展望。 展开更多
关键词 能量型储能 功率型储能 混合储能系统 电池-超级电容器
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混合储能聚合商参与能量-调频市场控制策略 被引量:2
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作者 范展滔 张鸿轩 +2 位作者 楼楠 刘士齐 金朝意 《电网与清洁能源》 CSCD 北大核心 2024年第5期130-138,共9页
提出了一种混合储能聚合商(hybrid energy storage aggregator,HESA)参与能量-调频市场的控制策略。首先,对于独立系统运营商(ISO)发出的调频指令信号进行VMDWVD时频域分析,重构固有模态分量(IMF)生成高频信号与低频信号,分别作为HESA... 提出了一种混合储能聚合商(hybrid energy storage aggregator,HESA)参与能量-调频市场的控制策略。首先,对于独立系统运营商(ISO)发出的调频指令信号进行VMDWVD时频域分析,重构固有模态分量(IMF)生成高频信号与低频信号,分别作为HESA中功率型储能和能量型储能的输入信号。其次,构建了计及多市场价格不确定性的HESA投标与运行策略min-max-min模型,基于列和约束生成算法(C&CG)和强对偶理论对主子问题进行迭代交替求解。最后,基于实际PJM市场的价格、调频信号等数据进行了仿真,验证了HESA主体投标运营策略的有效性。 展开更多
关键词 储能系统 混合储能聚合商 电池 超级电容 能量-调频市场控制策略
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城市载客轨道列车用储能式混合动力牵引
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作者 聂秀珍 焦迎雪 何小刚 《电池》 北大核心 2025年第2期307-313,共7页
针对城轨载客列车在起动与制动时,造成的牵引网电压波动幅度较大问题,设计城市载客轨道列车储能式混合动力牵引装置,稳定牵引网电压。结合直交(DC-AC)牵引传动模块与包含钛酸锂锂离子电池组、DC/DC变换器、超级电容器组、预充电回路等... 针对城轨载客列车在起动与制动时,造成的牵引网电压波动幅度较大问题,设计城市载客轨道列车储能式混合动力牵引装置,稳定牵引网电压。结合直交(DC-AC)牵引传动模块与包含钛酸锂锂离子电池组、DC/DC变换器、超级电容器组、预充电回路等的混合储能模块,形成车载储能式混合动力牵引装置,设计DC/DC变换器操控装置,管理钛酸锂电池组与超级电容器组这两种储能元件。列车制动时,预充电回路会储存能量,启动阶段,这些能量被释放,并通过直交牵引传动系统转化为列车前进的动力。该装置在充电过程中,各个电池单体或模块的充电电压能够保持稳定,安全性较高,且具有较高的储能/释能效率,可快速稳定牵引网电压。 展开更多
关键词 载客轨道列车 混合储能 动力牵引 牵引传动 直流(DC)/DC变换器 离子电池 超级电容器
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应用于混合储能的组合级联式多端口变流器拓扑结构研究 被引量:10
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作者 田明杰 吴俊勇 +4 位作者 熊飞 艾洪克 郝亮亮 张巨瑞 张皎 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2014年第22期81-89,共9页
针对光伏等可再生能源发电的间歇性和功率波动问题,提出一种新型的用于混合储能的组合级联式隔离型多端口变流器拓扑结构及其控制策略。该装置由蓄电池组、超级电容器组、多端口隔离半桥DC/DC变换器和级联式H桥DC/AC变换器组合而成。首... 针对光伏等可再生能源发电的间歇性和功率波动问题,提出一种新型的用于混合储能的组合级联式隔离型多端口变流器拓扑结构及其控制策略。该装置由蓄电池组、超级电容器组、多端口隔离半桥DC/DC变换器和级联式H桥DC/AC变换器组合而成。首先对该拓扑的工作原理进行了分析;然后结合相应的控制策略,通过滑动平均滤波算法将外界给定目标功率指令在各储能单元之间进行合理分配,并在PLECS上搭建了基于该装置的光伏电站并网模型进行仿真;最后,结合仿真结果和实际工程案例对该装置可带来的经济效益进行了定量分析。结果表明,所提出的混合储能拓扑结构可有效结合超级电容器功率密度高、响应速度快,和蓄电池能量密度高、适用于平抑长周期缓慢功率波动的特点,提高了间歇式电源并网运行的电能质量和可调度性,同时避免了蓄电池频繁充放电,显著延长了电池使用寿命。该装置可用于基于蓄电池-超级电容器混合储能(BSHES)的大功率储能电站,实现平滑可再生能源发电输出功率波动和微电网中的调频调压功能,模块集成度高,可实现模块化生产,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 光伏电站 混合储能 多端口变流器 电池-超级电容器混合储能(bshes) 大功率储能电站 经济效益分析 BATTERY and super-capacitor hybrid energy STORAGE (bshes)
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基于混合储能系统跟踪光伏发电输出功率的控制策略 被引量:49
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作者 田春光 田利 +2 位作者 李德鑫 吕项羽 常学飞 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第14期75-83,共9页
混合储能系统兼备能量型储能和功率型储能的技术特性,可以有效缩减光伏功率的预测误差,提高将光伏预测出力作为电力调度参考的可靠性。为此,提出了混合储能系统提升光伏电站跟踪目标出力能力的优化控制策略。该策略采用内部能量协调控... 混合储能系统兼备能量型储能和功率型储能的技术特性,可以有效缩减光伏功率的预测误差,提高将光伏预测出力作为电力调度参考的可靠性。为此,提出了混合储能系统提升光伏电站跟踪目标出力能力的优化控制策略。该策略采用内部能量协调控制和多目标优化控制的复合控制方式,合理地分配了电池与超级电容器的充放电功率,控制混合系统的出力弥补光伏电站预测功率和实际功率的偏差。通过国内某40MW光伏电站250天输出功率数据进行仿真分析,表明该策略不仅可以有效跟踪光伏的预测出力,而且能够充分发挥不同储能介质的特性,降低电池的充放电深度,使混合储能得到更好的应用。 展开更多
关键词 混合储能系统 电池 超级电容器 发电出力跟踪 复合控制策略
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高速铁路混合储能系统容量优化研究 被引量:24
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作者 袁佳歆 曲锴 +1 位作者 郑先锋 闵永智 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第19期4161-4169,4182,共10页
随着我国高铁里程和班次的增多,高铁机车刹车时回馈送到电网的制动功率和能量越来越大。为了充分利用这部分能量,该文提出一种基于超级电容器和锂离子电池的混合储能系统及优化配置方法,旨在获得最大的经济效益。首先,建立混合储能系统... 随着我国高铁里程和班次的增多,高铁机车刹车时回馈送到电网的制动功率和能量越来越大。为了充分利用这部分能量,该文提出一种基于超级电容器和锂离子电池的混合储能系统及优化配置方法,旨在获得最大的经济效益。首先,建立混合储能系统的数学模型;然后,建立高速铁路牵引供电系统日运行成本的经济优化模型,以成本最低为优化目标,采用混合整数线性规划方法对储能配置方案优化;最后,以国内某高铁站实际负荷为例进行计算,结果显示采用混合储能系统部分吸收再生制动能量时经济收益最高,日总成本节省了3%。 展开更多
关键词 再生制动能量 混合储能系统优化 超级电容器 离子电池 混合整数线性规划
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基于混合储能的并网光伏电站有功分级控制策略 被引量:45
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作者 鲍雪娜 张建成 +1 位作者 徐明 刘汉民 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期115-121,共7页
针对自然条件下光伏电源有功出力的波动性,以超级电容器和磷酸铁锂电池组成的混合储能系统为基础,制定了有功分级控制策略。首先分析了光伏电站整体结构及混合储能装置的接入方式,然后考虑电网需求利用指数平滑法来实时更新光伏电站整... 针对自然条件下光伏电源有功出力的波动性,以超级电容器和磷酸铁锂电池组成的混合储能系统为基础,制定了有功分级控制策略。首先分析了光伏电站整体结构及混合储能装置的接入方式,然后考虑电网需求利用指数平滑法来实时更新光伏电站整体出力参考值,实现第1级控制。根据储能元件能量存储与功率吞吐特性,提出了以超级电容器为充放电主体的混合储能系统能量管理策略,实现第2级控制,并设计了脉宽调制的控制原理电路。编程计算结果证实了所述方法的有效性。 展开更多
关键词 光伏电站 混合储能 超级电容器 磷酸铁电池 有功波动 分级控制 指数平滑
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基于电池寿命的复合储能系统参数优化及能量管理 被引量:4
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作者 王峰 罗玉涛 《汽车安全与节能学报》 CAS CSCD 2019年第2期211-218,共8页
为延长锂离子电池的使用寿命,提出了一种复合储能系统(HESS)参数优化及能量管理方法。以某混合动力电动汽车(HEV)为目标,利用工况条件下电池寿命模型的动态规划算法,对一个复合储能系统HESS进行参数优化,得到最低成本下的锂离子电池和... 为延长锂离子电池的使用寿命,提出了一种复合储能系统(HESS)参数优化及能量管理方法。以某混合动力电动汽车(HEV)为目标,利用工况条件下电池寿命模型的动态规划算法,对一个复合储能系统HESS进行参数优化,得到最低成本下的锂离子电池和超级电容参数。以车速、整车功率需求、超级电容能量状态(SOE)为输入,设计了模糊控制器,对该HESS进行能量管理。对一个自行设计的样机进行了实验验证。结果表明:加入超级电容后,在新欧洲行驶循环(NEDC)、美国城市机动车行驶规程(UDDS)、欧洲经济委员会(ECE)等法规工况下,该电池寿命分别延长了18.0%、31.2%、38.3%,每km成本下降了17.2%。 展开更多
关键词 混合动力电动汽车(HEV) 复合储能系统(HESS) 离子电池 超级电容器 电池寿命 能量管理
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微电网中混合储能系统的电源模型研究 被引量:2
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作者 王文星 吴利乐 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1134-1136,共3页
微电网中含有负荷、发电、输配电等系统,为了保持电能质量和系统可靠性,就必须保持功率的动态平衡,储能系统通过吸收和发出功率保证了系统的稳定及供电质量的可靠。简要分析了储能技术的现状及发展,阐述了适用于微网的超级电容器与锂电... 微电网中含有负荷、发电、输配电等系统,为了保持电能质量和系统可靠性,就必须保持功率的动态平衡,储能系统通过吸收和发出功率保证了系统的稳定及供电质量的可靠。简要分析了储能技术的现状及发展,阐述了适用于微网的超级电容器与锂电池混合储能结构研究的意义和价值,比较全面地介绍了二种超级电容器与五种锂电池的常用模型,分别说明了优点和不足之处,并进行了比较。 展开更多
关键词 超级电容器 电池 微电网 分布式电源 混合储能
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石墨烯在化学储能中的研究进展 被引量:13
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作者 黄澍 王玮 +2 位作者 王康丽 蒋凯 程时杰 《储能科学与技术》 CAS 2014年第2期85-95,共11页
石墨烯独特的二维空间结构使其具有优异的导电性能、力学性能以及超大的比表面积,被认为是颇具潜力的新型储能材料,是目前储能研究的热点之一。本文综述了石墨烯在储氢、超级电容器、锂离子电池、锂硫电池以及锂-空气电池等化学储能领... 石墨烯独特的二维空间结构使其具有优异的导电性能、力学性能以及超大的比表面积,被认为是颇具潜力的新型储能材料,是目前储能研究的热点之一。本文综述了石墨烯在储氢、超级电容器、锂离子电池、锂硫电池以及锂-空气电池等化学储能领域中的应用,探讨了不同制备方法对其性能的影响。石墨烯以其特殊的空间结构而成为极具前景的储氢材料,同时与其它材料复合后形成三维导电网络结构而提高电极材料的电化学性能,还可以缓冲电极材料在循环过程中的体积变化,有效提升储能材料的循环寿命。通过优化复合材料的微观结构,将进一步提高其电化学性能。本文最后就石墨烯在储能应用中的关键问题进行了简要分析。 展开更多
关键词 石墨烯 化学储能 储氢 超级电容器 离子电池 电池 -空气电池
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