高压直挂电池储能系统(battery energy storage system,BESS)采用H桥电路串联的方法升高电压后接入电网,将电池簇分散接入级联H桥变换器的直流侧,具有高度模块化的结构,对比低压方案具有单机容量大、效率高、响应速度快等明显优势。高...高压直挂电池储能系统(battery energy storage system,BESS)采用H桥电路串联的方法升高电压后接入电网,将电池簇分散接入级联H桥变换器的直流侧,具有高度模块化的结构,对比低压方案具有单机容量大、效率高、响应速度快等明显优势。高压直挂BESS若能兼具无功补偿能力,实现系统四象限运行,将具有更大的成本优势和经济效益。电池簇接单相H桥变换器的结构,使得系统运行在高比例无功补偿工况时,电池簇电流在一个二倍基频的周期中会出现两次反向,导致电池运行在高频充放电的工况,这会对电池寿命和电池状态监测造成较大的影响。为解决这一问题,提出一种基于零序电压注入的高比例无功补偿控制方法,避免了二倍基频脉动电流对电池进行高频充放电,再通过优化零序电压的幅值和相位,最大程度上降低对电池的影响。展开更多
在世界范围内,电化学储能(electrochemical energy storage,EES)呈加速发展态势,但EES电站的可靠性不够高,尚有很大提升空间,日益成为关注的焦点之一。在不断强化EES装备质量监督的同时,优化EES电站设计,选择适宜的直挂电压等级和机组...在世界范围内,电化学储能(electrochemical energy storage,EES)呈加速发展态势,但EES电站的可靠性不够高,尚有很大提升空间,日益成为关注的焦点之一。在不断强化EES装备质量监督的同时,优化EES电站设计,选择适宜的直挂电压等级和机组冗余方案,会对整个EES电站可靠性产生很大影响。该文以组成EES机组的子模块为基本单元,基于行业统计数据,应用蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)法,分析了EES机组及电站的可靠性。分析结果表明,在子模块总数及冗余数完全相同的条件下,直挂不同电压等级会对EES电站的可靠性产生显著影响。按当前子模块故障率平均水平计及离线检修的作业方式,采用直挂较低电压等级、较多EES机组并列的设计,EES电站有更高的可靠性,明显优于直挂较高电压等级、较少EES机组并列的方案;若需直挂更高电压等级,子模块故障率宜处于极低水平。文中还分析了EES电站不同冗余方案、检修周期及在线检修等对可靠性的影响,研究发现,对于大型EES电站,子模块冗余与机组冗余相结合,故障检修与长周期定期检修相结合,可明显提升EES电站可用系数。该文所得结论可作为EES电站优化选型和设计的参考。展开更多
作为电池的重要组成部分,电极材料直接影响电池的能量密度。电极材料在制作过程中往往会添加粘结剂以稳定极片结构,但粘结剂的加入会降低电极材料的比容量,影响其离子迁移速率。通过在经水热反应刻蚀的钛箔/网上原位生长二氧化钛(TiO 2...作为电池的重要组成部分,电极材料直接影响电池的能量密度。电极材料在制作过程中往往会添加粘结剂以稳定极片结构,但粘结剂的加入会降低电极材料的比容量,影响其离子迁移速率。通过在经水热反应刻蚀的钛箔/网上原位生长二氧化钛(TiO 2)得到无粘结剂TiO 2/Ti纳米线阵列电极,并系统地研究不同钛基底及水热反应温度对TiO 2/Ti纳米线阵列电极物理性能和电化学性能的影响。结果表明,不同钛基底及水热反应温度均对生长的TiO 2纳米线的形貌和电化学性能有重要影响。其中通过220℃水热反应生长在钛网(0.15 mm)上的TiO 2纳米线呈蛛网状,具有较大的比表面积,属于锐钛矿型TiO 2,储钠过程主要由赝电容效应控制,且具有优秀的电化学性能:首周放电比容量为986 mAh g^-1,库伦效率为21.7%;随后放电比容量逐渐稳定在240 mAh g^-1左右;循环200周后放电比容量仍能达到228 mAh g^-1,库伦效率稳定在99.3%左右;即使在3200 mA g^-1的超大电流密度下,放电比容量仍能达到152 mAh g^-1。无粘结剂电极材料极大可以有限地提升电极材料的比容量,对未来高能量密度电池体系的设计具有一定的理论意义和参考价值。展开更多
文摘高压直挂电池储能系统(battery energy storage system,BESS)采用H桥电路串联的方法升高电压后接入电网,将电池簇分散接入级联H桥变换器的直流侧,具有高度模块化的结构,对比低压方案具有单机容量大、效率高、响应速度快等明显优势。高压直挂BESS若能兼具无功补偿能力,实现系统四象限运行,将具有更大的成本优势和经济效益。电池簇接单相H桥变换器的结构,使得系统运行在高比例无功补偿工况时,电池簇电流在一个二倍基频的周期中会出现两次反向,导致电池运行在高频充放电的工况,这会对电池寿命和电池状态监测造成较大的影响。为解决这一问题,提出一种基于零序电压注入的高比例无功补偿控制方法,避免了二倍基频脉动电流对电池进行高频充放电,再通过优化零序电压的幅值和相位,最大程度上降低对电池的影响。
文摘在世界范围内,电化学储能(electrochemical energy storage,EES)呈加速发展态势,但EES电站的可靠性不够高,尚有很大提升空间,日益成为关注的焦点之一。在不断强化EES装备质量监督的同时,优化EES电站设计,选择适宜的直挂电压等级和机组冗余方案,会对整个EES电站可靠性产生很大影响。该文以组成EES机组的子模块为基本单元,基于行业统计数据,应用蒙特卡洛(Monte Carlo,MC)法,分析了EES机组及电站的可靠性。分析结果表明,在子模块总数及冗余数完全相同的条件下,直挂不同电压等级会对EES电站的可靠性产生显著影响。按当前子模块故障率平均水平计及离线检修的作业方式,采用直挂较低电压等级、较多EES机组并列的设计,EES电站有更高的可靠性,明显优于直挂较高电压等级、较少EES机组并列的方案;若需直挂更高电压等级,子模块故障率宜处于极低水平。文中还分析了EES电站不同冗余方案、检修周期及在线检修等对可靠性的影响,研究发现,对于大型EES电站,子模块冗余与机组冗余相结合,故障检修与长周期定期检修相结合,可明显提升EES电站可用系数。该文所得结论可作为EES电站优化选型和设计的参考。
文摘作为电池的重要组成部分,电极材料直接影响电池的能量密度。电极材料在制作过程中往往会添加粘结剂以稳定极片结构,但粘结剂的加入会降低电极材料的比容量,影响其离子迁移速率。通过在经水热反应刻蚀的钛箔/网上原位生长二氧化钛(TiO 2)得到无粘结剂TiO 2/Ti纳米线阵列电极,并系统地研究不同钛基底及水热反应温度对TiO 2/Ti纳米线阵列电极物理性能和电化学性能的影响。结果表明,不同钛基底及水热反应温度均对生长的TiO 2纳米线的形貌和电化学性能有重要影响。其中通过220℃水热反应生长在钛网(0.15 mm)上的TiO 2纳米线呈蛛网状,具有较大的比表面积,属于锐钛矿型TiO 2,储钠过程主要由赝电容效应控制,且具有优秀的电化学性能:首周放电比容量为986 mAh g^-1,库伦效率为21.7%;随后放电比容量逐渐稳定在240 mAh g^-1左右;循环200周后放电比容量仍能达到228 mAh g^-1,库伦效率稳定在99.3%左右;即使在3200 mA g^-1的超大电流密度下,放电比容量仍能达到152 mAh g^-1。无粘结剂电极材料极大可以有限地提升电极材料的比容量,对未来高能量密度电池体系的设计具有一定的理论意义和参考价值。
