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基于不同衰退路径下的锂离子动力电池低温应力差异性 被引量：15
1
作者 孙丙香 姜久春 +2 位作者 韩智强 马泽宇 郑方丹 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期159-167,共9页
锂离子动力电池受到的低温冲击通常发生在某一特定情况下,其低温应力与新电池存在一定差异。通过以35A·h复合材料电池为研究对象,针对电池充放电过程中存在的不同反应阶段,利用转化容量增量曲线划分电池工作区间,使电池在不同SOC... 锂离子动力电池受到的低温冲击通常发生在某一特定情况下,其低温应力与新电池存在一定差异。通过以35A·h复合材料电池为研究对象,针对电池充放电过程中存在的不同反应阶段,利用转化容量增量曲线划分电池工作区间,使电池在不同SOC区间循环老化,跟踪其电化学特性变化,分析衰退机理。在0℃环境下,采用C/3、C、3C/2、2C和5C/2电流依次对老化电池进行充放电冲击,分析基于不同衰退路径下的动力电池低温应力差异性。结果表明:动力电池在不同SOC区间循环使用会产生差异性明显的衰退路径,其低温衰退与其之前经历的循环衰退并不存在映射关系和一致性。同时得到的结论为动力电池成组应用的寿命分析和梯次利用电池的筛选配组提供依据。 展开更多
关键词 锂离子电池 衰退路径 低温应力 衰退机理
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参与AGC辅助服务的锂离子电池储能系统经济性研究 被引量：22
2
作者 孙丙香 李旸熙 +2 位作者 龚敏明 杨洋 梁晖 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第19期4048-4061,共14页
随着新能源技术的蓬勃发展,传统电网频率控制面临着日益严峻的考验,锂离子电池储能系统协助火电机组参与调频具有良好的发展空间。该文以锂离子电池储能系统辅助火电机组参与自动发电控制(AGC)辅助服务为应用场景,结合“两个细则”中的... 随着新能源技术的蓬勃发展,传统电网频率控制面临着日益严峻的考验,锂离子电池储能系统协助火电机组参与调频具有良好的发展空间。该文以锂离子电池储能系统辅助火电机组参与自动发电控制(AGC)辅助服务为应用场景,结合“两个细则”中的相关规定编写了AGC辅助服务的考评补偿算法。通过衰退实验搭建相对保守但可靠的电池能量衰退模型。在控制策略上,搭建基于Logistic函数的能量状态(SOE)趋中控制策略和基于评价指标的经济性策略,拟合出储能系统的每日调节模型。最后,针对项目的全寿命周期净收益、投资回收期和投资回报率进行项目经济性分析。该文通过评估投资回收期和投资回报率得到储能系统初始能量配置方案,并对可能产生的政策更新和市场变动进行敏感性分析。利用该经济模型能够得到较为严谨可靠、对政策和市场变化兼容性强的投资方案。 展开更多
关键词 AGC辅助服务 锂离子电池 寿命衰退模型 趋中控制 Logistic函数 经济性分析
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新型多端口直流潮流控制器及其控制策略研究 被引量：12
3
作者 武文 吴学智 +2 位作者 荆龙 魏梦航 张颖 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第13期3744-3756,共13页
直流潮流控制器作为柔性直流输电系统的关键设备之一,实现其多端口输出能有效提高装置的潮流控制范围与能力。针对现有直流潮流控制器应用的局限性,该文基于电容线间能量交换的思想提出一种新型多端口直流潮流控制器。其拓扑结构简单,... 直流潮流控制器作为柔性直流输电系统的关键设备之一,实现其多端口输出能有效提高装置的潮流控制范围与能力。针对现有直流潮流控制器应用的局限性,该文基于电容线间能量交换的思想提出一种新型多端口直流潮流控制器。其拓扑结构简单,且避免了传统多端口直流潮流控制器对输电系统定直流电压站直流输出电压调节的依赖,增强了系统可靠性。同时,其采用模块化设计,易于实现后期的端口拓展与系统冗余。首先通过对现有方案的对比分析提出控制器拓扑结构并阐述其工作原理;然后,基于脉宽调制设计包含不同控制模式的通用控制策略,并详细分析不同控制模式下系统各状态变量之间的关系;最后,在基于RT-lab的实时模型在环仿真测试系统中搭建五端柔性直流输电系统模型,对所提控制器的性能与控制策略进行多种工况下的验证。 展开更多
关键词 多端直流输电 直流潮流控制器 多端口 控制策略
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不同区间衰退路径下锂离子电池的性能相关性及温度适用性分析 被引量：15
4
作者 孙丙香 刘佳 +2 位作者 韩智强 任鹏博 张维戈 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期2063-2073,共11页
锂离子电池在不同容量区间和不同工况应力下使用衰退性能不同。该文以复合材料锂离子电池为研究对象,基于电化学相变机理对循环区间进行划分,在分区间和全区间分别完成了累计吞吐量600次的循环测试。基于不同容量区间循环过程性能衰退结... 锂离子电池在不同容量区间和不同工况应力下使用衰退性能不同。该文以复合材料锂离子电池为研究对象,基于电化学相变机理对循环区间进行划分,在分区间和全区间分别完成了累计吞吐量600次的循环测试。基于不同容量区间循环过程性能衰退结果,采用回归分析法建立锂离子电池的特征参量相关性模型,包含累积容量衰退率的相关性、累积内阻衰退率的相关性和二者之间的相关性,得到模型的拟合优度均在95%以上。进一步地,将模型推广到更宽的温度范围,量化分析了模型的适用性。结果表明:在不同温度下,累积容量衰退率的相关模型适用性很强,但累积内阻相关模型和两参量之间相关模型的适用性较弱。不同衰退路径下容量和内阻的演变规律,为锂离子电池的使用区间选择提供了依据,也为不同条件下的衰退预测提供了新思路。 展开更多
关键词 锂离子电池 循环区间 衰退路径 相关性 温度适用性
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锂离子电池在不同区间下的衰退影响因素分析及任意区间的老化趋势预测 被引量：55
5
作者 孙丙香 任鹏博 +2 位作者 陈育哲 崔正韬 姜久春 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期666-674,共9页
准确估计锂离子电池的健康状态(SOH)对于控制策略制定和运行维护至关重要。考虑到充放电区间和电压相变过程对电池老化的影响,该文针对2.75A×h 18650型号三元电池设计了11个荷电状态(SOC)区间的循环寿命测试与性能测试。根据实验结... 准确估计锂离子电池的健康状态(SOH)对于控制策略制定和运行维护至关重要。考虑到充放电区间和电压相变过程对电池老化的影响,该文针对2.75A×h 18650型号三元电池设计了11个荷电状态(SOC)区间的循环寿命测试与性能测试。根据实验结果,分别分析循环区间荷电状态(SOC)宽度、恒压充电时间、平均SOC和充电相变过程对电池老化快慢的作用机制。结合电池老化机理和实验结果,提取量化SOC区间对老化影响程度大小的特征参数。建立预测健康状态的循环神经网络(LSTM RNN)模型,用于学习电池老化对于循环次数及特征参数的长期依赖关系。分别采用误差最大值、平均绝对误差、方均根误差和方差对模型的准确性和可靠性进行分析。结果表明,该文提出的区间循环寿命模型能实现任意区间的老化趋势预测,节省测试时间和测试成本。 展开更多
关键词 锂离子电池 SOC区间 老化预测 循环神经网络
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基于容量增量分析的复合材料锂电池分区间循环衰退机理 被引量：25
6
作者 薛楠 孙丙香 +2 位作者 白恺 韩智强 李娜 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第13期145-152,共8页
以35A·h三元锰酸锂复合材料锂电池为研究对象,探索分析锂电池分区间循环衰退机理。基于容量增量曲线峰值分布,将荷电状态(SOC)区间划分为0%~20%、20%~60%、60%~100%及0%~100%四个区间,分别在各区间进行衰退老化实验。为保证电池各... 以35A·h三元锰酸锂复合材料锂电池为研究对象,探索分析锂电池分区间循环衰退机理。基于容量增量曲线峰值分布,将荷电状态(SOC)区间划分为0%~20%、20%~60%、60%~100%及0%~100%四个区间,分别在各区间进行衰退老化实验。为保证电池各循环区间的容量吞吐量一致,以全区间为基准,在40℃下以2C电流共进行600次充放电循环实验。从起始点开始以100个循环为间隔,在室温条件下采用C/20电流进行容量增量分析(ICA)性能测试实验,分析不同SOC区间电池的衰退机理。结果表明:电池在SOC全区间使用时衰退最快,在低端区间使用时衰退较慢;在中低区间的性能衰退主要是由活性锂离子的损失造成的,而在SOC高端区间还包括活性材料的损失和动力学衰退。本文得到的结论为电池的改进设计及使用区间的选取提供了理论依据。 展开更多
关键词 三元锰酸复合材料锂电池 循环区间 衰退机理 容量增量分析法
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考虑数字控制影响的虚拟阻抗控制改进 被引量：1
7
作者 李金科 金新民 +3 位作者 吴学智 周啸 刘京斗 李楠 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2016年第9期134-141,共8页
交流模拟电源装置基本运行状态需要模拟出大电网的特性,但其电压及阻抗性能常受到被测设备的影响而无法满足设计需要。为保证其输出特性,对交流模拟电源的控制器进行设计。通过分析基于电感或电容电流反馈的虚拟阻抗控制方法的输出特性... 交流模拟电源装置基本运行状态需要模拟出大电网的特性,但其电压及阻抗性能常受到被测设备的影响而无法满足设计需要。为保证其输出特性,对交流模拟电源的控制器进行设计。通过分析基于电感或电容电流反馈的虚拟阻抗控制方法的输出特性,选择更为有效的电容电流反馈的控制方式,该方式下改变虚拟阻抗系数来调整系统输出阻抗及增益特性。考虑数字延时对虚拟阻抗控制的影响,采用减小控制延时的方式,提高系统的鲁棒性,保证交流模拟电源装置对被测设备输出的稳定性。仿真及实验验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 交流模拟电源 虚拟阻抗 电容电流反馈 采样延时
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基于数据统计特性的GS-SVM电池峰值功率预测模型 被引量：11
8
作者 郑方丹 姜久春 +3 位作者 陈坤龙 韩智强 娄婷婷 孙丙香 《电力自动化设备》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期56-61,共6页
以锰酸锂动力电池为研究对象,对电池处于不同温度和荷电状态下的情况进行10 s峰值功率测试,同时测量电池内阻。对实验测试得到的温度、荷电状态、内阻及峰值功率数据进行统计分析,包括测试变量间的相关程度评估和共线性检测,挖掘电池外... 以锰酸锂动力电池为研究对象,对电池处于不同温度和荷电状态下的情况进行10 s峰值功率测试,同时测量电池内阻。对实验测试得到的温度、荷电状态、内阻及峰值功率数据进行统计分析,包括测试变量间的相关程度评估和共线性检测,挖掘电池外特性参数与峰值功率数据间的统计关系。在此基础上,提出采用基于网格搜索的支持向量机(GS-SVM)建立电池的峰值功率预测模型。验证结果表明所提模型预测精度高,平均误差仅为3.65%;该模型训练时间短、响应速度快、操作性强,可以实现对动力电池峰值功率的快速估计,为电动汽车安全可靠运行提供有力保障。 展开更多
关键词 动力电池 峰值功率 相关分析 共线性检测 GS-SVM 电动汽车
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梯次利用电池储能电站经济性评估方法研究 被引量：31
9
作者 李娜 刘喜梅 +3 位作者 白恺 董建明 孙丙香 龚敏明 《可再生能源》 CAS 北大核心 2017年第6期926-932,共7页
电动汽车退运电池用于储能电站的经济性是业界关注的焦点。文章通过分析梯次利用电池储能全寿命周期成本,结合平准化成本(LCOE)分析原理,建立了考虑梯次利用电池运行特性和寿命特征的梯次利用电池储能平准化成本分析模型。将该模型应用... 电动汽车退运电池用于储能电站的经济性是业界关注的焦点。文章通过分析梯次利用电池储能全寿命周期成本,结合平准化成本(LCOE)分析原理,建立了考虑梯次利用电池运行特性和寿命特征的梯次利用电池储能平准化成本分析模型。将该模型应用于算例分析,并对比分析了梯次利用电池储能与新电池储能的平准化成本。在此基础上,探讨了影响风电项目LCOE的敏感性因素,分析了储能电站的充电来自弃风及增加政府补贴两种情景下梯次利用电池储能的经济性。 展开更多
关键词 梯次利用电池 储能 平准化成本 储能容量
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温度自适应的锂离子电池低温自加热方法 被引量：13
10
作者 徐智慧 阮海军 +2 位作者 姜久春 孙丙香 何锡添 《电源技术》 CAS 北大核心 2019年第12期1989-1992,2043,共5页
低温下锂离子电池峰值功率和可用能量急剧下降,且难以充电,已成为制约电池应用的瓶颈之一。基于等效电路模型构建电池温升模型,从缩短加热时间和避免电压超限两个方面分析了加热电流幅值和频率的选取原则,提出了随温度自适应调整脉冲电... 低温下锂离子电池峰值功率和可用能量急剧下降,且难以充电,已成为制约电池应用的瓶颈之一。基于等效电路模型构建电池温升模型,从缩短加热时间和避免电压超限两个方面分析了加热电流幅值和频率的选取原则,提出了随温度自适应调整脉冲电流幅值的低温自加热方法。该方法可在7 min内将电池均匀地从-10.5℃加热到1.4℃,温升速率为1.7℃/min,验证了模型的准确性,加热后电池可充入更多的电能,有助于解决低温下电池性能差、充电难等问题。 展开更多
关键词 锂离子电池 低温性能 温升模型 自加热方法 温度自适应
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