论文部分内容阅读
储能技术对环境保护和发展可再生能源至关重要。磷酸铁锂电池因其技术性能优势受到国内外的大力关注,发展迅速,已成为现代电力系统储能装置的理想选择之一,在目前电化学储能应用中占比最大。在储能实际运行工况中,电池的能量状态(Stateof Energy,SOE)可直接反映电池的可利用能量和工作能力,为电力调度提供调度依据,有效防止电池过充和过放,提高电池的使用效能,有助于提高储能系统并网的可控性、可靠性和稳定性。本文研究了磷酸铁锂电池在储能应用工况下的特性区间,提出基于电池特性区间的SOE估算方法,并在实验室进行了实验验证,具有较高的估算精度,为锂离子电池的SOE估算提供了一种新的思路,也为储能电池的高效管理提供了理论支撑。本文调研总结了国内外现有锂离子电池SOE算法的研究现状,并进行了对比分析。面向储能的实际应用工况,提出一种新的SOE估算算法来准确反映储能用锂离子电池的真实能量状态。本文以储能系统最常用的磷酸铁锂电池为研究对象,首先分析磷酸铁锂电池的技术性能特点,在特定温度和特定电流倍率条件下对电池充放电,提取电池的dV/dE微分曲线,再基于微分曲线参量提取电池特征曲线,根据储能电池OCV-SOE的变化特征对电池工作区间进行分析,划分锂电池的特性区间,得到需要估算SOE的区间范围;对电池SOE估算区间进行准确划分后,结合传统的SOE积分算法,提出基于电池特性区间的SOE估算算法,对电池SOE进行估算。最后基于之前提出的算法,以锂离子电池储能系统(单体及3并16串模组)为实验对象,在实验室对电池组在不同倍率、温度和工况下进行特性测试,对所提出的SOE算法进行验证,进行总结,并给出下一步的研究方向和改进方案。由于不同电池类型、不同运行工况下的OCV-SOE曲线变化规律不相同,它们的识别区和电压稳定区各不相同,本文提出的识别区和电压稳定区适用于磷酸铁锂电池20℃C以0.2C恒电流放电的工况,当电池类型及电池运行温度、充放电倍率改变时,需重新划分标定特性区间。