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1500 V锂离子电池簇电场分布仿真及绝缘风险分析

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中国电机工程学报 2024年第1期44卷 377-384,I0031页

作者：牛腾腾黄人杰渠展展惠东杨颖清华大学电机工程与应用电子技术系北京市海淀区100084 中国电力科学研究院有限公司北京市海淀区100192

锂离子电池储能在辅助可再生能源并网、电网调频和调峰等方面发挥重要作用。提高锂离子电池储能系统直流侧电压等级,有利于储能系统的降本增效,却对电池系统绝缘性能产生了更高的要求。该文对锂离子电池簇在直流1500 V下场强分布进行了... 详细信息

锂离子电池储能在辅助可再生能源并网、电网调频和调峰等方面发挥重要作用。提高锂离子电池储能系统直流侧电压等级,有利于储能系统的降本增效,却对电池系统绝缘性能产生了更高的要求。该文对锂离子电池簇在直流1500 V下场强分布进行了仿真计算,并考虑了绝缘结构胶中不同规格气泡缺陷的影响。由于存在共模干扰的影响,该文对直流电压、共模电压叠加下电池簇场强分布进行了仿真计算,结果表明:1500 V直流电压下场强最大值出现在外绝缘膜和绝缘罩交界处,贯穿型气泡缺陷使局部场强最大值增大130.6%,考虑共模电压影响后一个周期内场强最大值增幅约为86%,且场强最大值点由外绝缘膜转移至空气中。该文构建的跨越4个数量级的大跨度几何尺寸(10^(1)~10^(-3)m)电池系统电场仿真模型首次建立了储能电池簇中各电池单体金属壳体表面的电场分布,首次将共模干扰引入电池单体电场分析,提出了通过降低电池系统对地寄生电容从而抑制共模干扰、增加单体电池边角处绝缘强度从而减小最大电场强度的方法,解决了高压电池系统在共模干扰下电场分布畸变、绝缘风险增大的问题,为高压电池系统绝缘设计提供理论支撑。

关键词：锂离子电池储能系统气泡缺陷直流1500 V 共模电压

昆山马鞍山路跨北环城河钢梁桥桥面铺装施工方案设计

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昆山马鞍山路跨北环城河钢梁桥桥面铺装施工方案设计

作者：渠展展苏州科技大学

学位级别：硕士

昆山市马鞍山路跨北环城河桥采用钢箱梁结构,由于钢桥面在重荷载的作用下,存在柔性大、易挠曲并且在同一部位的变形和受力也有区别等特点,桥面铺装容易产生裂缝、拥包、车辙、脱落等问题,需对其桥面铺装方案进行比选研究,以保证长期稳... 详细信息

昆山市马鞍山路跨北环城河桥采用钢箱梁结构,由于钢桥面在重荷载的作用下,存在柔性大、易挠曲并且在同一部位的变形和受力也有区别等特点,桥面铺装容易产生裂缝、拥包、车辙、脱落等问题,需对其桥面铺装方案进行比选研究,以保证长期稳定的路用性能。本论文根据马鞍山大桥项目特点,拟定了浇筑式沥青混凝土GA+SMA和环氧树脂沥青混凝土MA+SMA两种铺装方案,提出了SMA的材料技术要求,对比分析了浇筑式沥青混凝土和环氧树脂沥青混凝土的技术性能;对防水体系方案进行了比选,选择采用Eliminator防水粘结体系,并对其施工方案进行了设计;借助上海同济大学沥青试验室对两种桥面铺装结构的抗变形性能、疲劳性能、抗车辙性能、抗滑性能及防水能力进行了对比试验,研究两种桥面铺装结构,对比优选出浇筑式沥青混凝土+SMA方案作为本项目的桥面铺装方案,并对其施工方案和质量保障措施进行了设计。

关键词：钢桥面铺装 SMA 浇筑式沥青混凝土环氧树脂沥青混合土铺装防水层

基于数字控制的100kW双向储能变流器研究

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基于数字控制的100kW双向储能变流器研究

作者：渠展展华北电力大学

学位级别：硕士

随着大容量电池储能技术的发展,化学电池电力储能系统成为解决电力供应现有问题、实现电网可持续发展的全新途径,并可以有效的促进可再生能源的发展和利用。变流器是储能系统中的重要环节,担负着储能电池充电及电能回网任务,变流器控制... 详细信息

随着大容量电池储能技术的发展,化学电池电力储能系统成为解决电力供应现有问题、实现电网可持续发展的全新途径,并可以有效的促进可再生能源的发展和利用。变流器是储能系统中的重要环节,担负着储能电池充电及电能回网任务,变流器控制系统的性能直接关系到整个储能系统的稳定性、精确性及响应速度。因此,对储能变流器做深入研究具有重大的理论与现实意义。本文基于DSP和FPGA控制器架构提出了一种电力储能双向变流器数字控制方案。论文基于PEBB模块建立了双向储能变流器的主拓扑结构,分析了AC/DC有源整流模块和DC/DC升降压模块的工作原理,并详细介绍了基于SVPWM算法的有源整流控制策略和三相交错式DC/DC直直变换控制策略;对变流器系统进行主电路设计,选择赛米控公司的IGBT模块作为主电路功率器件,确定了输入输出端滤波电感电容参数、交流滤波器及其他外围电路实现方案;设计了变流器控制系统,包括硬件控制电路和软件控制模块,分功能模块对硬件电路进行了详细的分析,编写了DSP主控制程序及FPGA辅助控制程序,基于RS232通信协议实现了下位机与上位机的实时通信;搭建了AC/DC有源整流和DC/DC直直变换实验平台,完成了整流、逆变、升压、降压的验证性实验,并在此基础上组装了一台额定功率为100kW的双向储能变流器机柜,完成了变流器大功率长时间并网测试实验,得到了良好的电气性能参数。实验结果表明,本文设计的100kW双向储能变流器工作稳定,具有输出电压电流纹波小、功率因数大、转换效率高等特点,具有良好的电气性能。

关键词：储能变流器双向数字控制 SVPWM 三相交错

含规模化电池储能系统的商业型虚拟电厂经济性分析

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电力系统自动化 2014年第17期38卷 98-104页

作者：闫涛渠展展惠东刘赟甲胡娟贾鹏飞中国电力科学研究院北京市100192 华北电力大学电气与电子工程学院北京市102206

为解决新能源发电过程中功率动态平衡困难、系统投资成本高昂两大突出问题,结合国内某风储系统示范项目,提出基于商业型虚拟电厂(virtual power plant,VPP)的储能系统运行方式。在建立VPP经济收益的目标函数以及风力发电厂和电池储能系... 详细信息

为解决新能源发电过程中功率动态平衡困难、系统投资成本高昂两大突出问题,结合国内某风储系统示范项目,提出基于商业型虚拟电厂(virtual power plant,VPP)的储能系统运行方式。在建立VPP经济收益的目标函数以及风力发电厂和电池储能系统的收益、成本等数学模型的基础上,建立了可提供调峰和调频服务的VPP经济优化调度模型。以各时段内获得收益最大为目标,采用模拟退火算法计算得到风力发电厂和电池储能系统的出力。参考中国典型地区电价和已经投运的典型电池储能系统的成本为数据,构造算例进行分析。算例分析表明采用VPP运行方式可获得更大的收益。

关键词：储能虚拟电厂分布式能源模拟退火电力市场优化调度辅助服务

新型中点钳位三电平电池储能变流器设计及控制系统

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电力系统自动化 2015年第3期39卷 103-109页

作者：闫涛渠展展刘赟甲惠东小林真一张学龙中国电力科学研究院北京市100192 富士电机(中国)有限公司上海市200063 华北电力大学电气与电子工程学院北京市102206

基于新型中点钳位(A-NPC)拓扑结构的三电平变流器可以提高输出电压波形质量,有利于降低绝缘栅双极型晶体管(IGBT)耐压,以减小开关器件成本、IGBT损耗和电感损耗,来提高系统整体效率,因此在电力储能领域具有广泛的应用前景。基于A-NPC三... 详细信息

基于新型中点钳位(A-NPC)拓扑结构的三电平变流器可以提高输出电压波形质量,有利于降低绝缘栅双极型晶体管(IGBT)耐压,以减小开关器件成本、IGBT损耗和电感损耗,来提高系统整体效率,因此在电力储能领域具有广泛的应用前景。基于A-NPC三电平拓扑结构,设计了电池储能变流器主电路,开发了变流器系统控制器软硬件,研究了变流器中点电压控制机理。样机实验结果表明:所搭建的A-NPC三电平电池储能变流器系统运行良好,与当前储能系统常用的两电平拓扑相比,在略微增加综合成本的基础上,实现了输出电流波形畸变小和输出电流谐波小、效率高等特点,应用在储能系统中,获得了很小的稳态总谐波畸变率和非常好的功耗特性。

关键词：新型中点钳位三电平拓扑多电平变换器电池储能系统数字控制

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

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储能科学与技术 2023年第9期12卷 2946-2953页

作者：官亦标沈进冉刘家亮渠展展高飞刘施阳郭翠静周淑琴付珊珊可再生能源并网全国重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京100192

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... 详细信息

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。

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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手持式绝缘子在线检测装置的研究

电瓷避雷器 2012年第1期 22-26,32页

作者：石海鹏李卫国渠展展华北电力大学高电压与电磁兼容研究所北京102206

研究的在线检测装置通过检测绝缘子阻值直观地反映出绝缘子的工作状态。设计时考虑了工作时复杂的电磁环境,采用了大量的抗干扰措施,同时在软件上对测量值与真实值进行了拟合,保证了测量数据的可靠性和准确性。采用无线通讯模式收发数据... 详细信息

研究的在线检测装置通过检测绝缘子阻值直观地反映出绝缘子的工作状态。设计时考虑了工作时复杂的电磁环境,采用了大量的抗干扰措施,同时在软件上对测量值与真实值进行了拟合,保证了测量数据的可靠性和准确性。采用无线通讯模式收发数据,仪器便于携带,操作简单,具有较强的实用性。

关键词：手持式绝缘子在线检测无线通讯

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储能接入配电网影响评估及自适应保护策略

电器与能效管理技术 2023年第9期 1-10,23页

作者：朱立位伏祥运牛萌渠展展光鸿伟宋家康岳付昌国网江苏省电力有限公司连云港供电分公司江苏连云港222004 可再生能源并网全国重点实验室(中国电力科学研究院有限公司) 北京100192

随着新能源在电力系统中的比例逐年增加,储能成为日益重要的灵活调节支撑资源。储能系统一般通过电力电子设备接入电网,频繁的充放电可能会对电网的潮流与保护带来影响。通过分析电化学储能的源荷特性,在储能作为电源与负载两种情况下,... 详细信息

随着新能源在电力系统中的比例逐年增加,储能成为日益重要的灵活调节支撑资源。储能系统一般通过电力电子设备接入电网,频繁的充放电可能会对电网的潮流与保护带来影响。通过分析电化学储能的源荷特性,在储能作为电源与负载两种情况下,考虑储能的不同运行状态和不同功率交换情况,基于典型配电网架构,研究不同位置故障时,在储能接入配电网后潮流变化对传统保护的影响进行评估,提出自适应电流保护方案以及具体保护措施。最后,通过仿真验证了所提自适应电流保护方案的有效性。

关键词：储能保护故障影响评估自适应保护策略配电网

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一种基于无刷直流电机控制器自检方法的研究

中国电力教育 2010年第S2期 338-340页

作者：王旭李卫国渠展展华北电力大学电气与电子工程学院

针对三相无刷直流电动机控制器逆变桥的拓扑结构,提出一种无刷直流电机控制器故障智能检测的方法,本方法能够准确识别逆变桥中各个功率管的短路故障和开路故障,实现了功率管故障定位的智能化检测。

关键词：无刷直流电机控制器故障识别智能化