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广东地区2×600 MW级燃煤机组磷酸铁锂电池储能辅助调频经济性研究

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南方能源建设 2023年第6期10卷 71-77页

作者：王帆李宾斯夏同令彭敏汪少勇中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广州510663

[目的]针对广东省燃煤电厂联合储能AGC调频项目经济效益情况问题,通过建立典型工程案例的方法进行展示。[方法]文章归纳总结了最新版本南方区域调频辅助市场收益结算规则,计算出广东省内典型2×600 MW燃煤机组采用磷酸铁锂电池储能的调... 详细信息

[目的]针对广东省燃煤电厂联合储能AGC调频项目经济效益情况问题,通过建立典型工程案例的方法进行展示。[方法]文章归纳总结了最新版本南方区域调频辅助市场收益结算规则,计算出广东省内典型2×600 MW燃煤机组采用磷酸铁锂电池储能的调频性能指标,然后建立收益模型,对成本、里程、出清价格、运行时间等关键参数等进行了估算或假定,最后在采用合同能源管理模式下,从投资方角度测算其经济性并分析了在不同总投资、投运年份及收益分成情况下的财务指标变动情况。[结果]结果表明在已有测算的情况,除了第一种分成方案外,其他场景下的资本金内部收益率均超过7%。[结论]在广东地区四年内磷酸铁锂电池储能的调频项目具有较好的投资回报,此后随着总投资的降低和分成的提升,依然可以吸引投资方参与此类型项目。

关键词：储能燃煤电站联合调频经济性磷酸铁锂电池

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磷酸铁锂电池容量衰退轨迹分析方法

电网技术 2015年第4期39卷 899-903页

作者：时玮姜久春张言茹杨玉青段瑶娟刁伟萍国家能源主动配电网技术研发中心(北京交通大学) 北京市海淀区100044

以A123系统公司出品的2 200 m A×h磷酸铁锂电池为研究对象,以3C电流倍率25℃常温条件下满充满放进行了3 500次循环,同时每200个循环测试1C电流倍率条件下的充放电曲线、内阻衰退情况、容量衰退情况、OCV-SOC曲线以及1/20C电流倍率条件... 详细信息

以A123系统公司出品的2 200 m A×h磷酸铁锂电池为研究对象,以3C电流倍率25℃常温条件下满充满放进行了3 500次循环,同时每200个循环测试1C电流倍率条件下的充放电曲线、内阻衰退情况、容量衰退情况、OCV-SOC曲线以及1/20C电流倍率条件下的d Q/d V峰值曲线变化情况。为了验证上述容量衰退机制的分析方法,将3 500循环后的A123磷酸铁锂电池在手套箱中拆解并组装成扣式半电池,正极半电池与负极半电池的测试结果以及拆解前后的容量匹配分析验证了上述容量衰退分析方法的正确性和有效性。

关键词：循环寿命磷酸铁锂电池 A123电池容量衰退拆解半电池

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变温下磷酸铁锂电池的SOC估计方法研究

电源学报 2022年

作者：肖占龙郑岳久李相俊靳文涛汪湘晋马瑜涵上海理工大学机械工程学院中国电力科学研究院有限公司国网浙江省电力有限公司电力科学研究院

在电池的实际运行中，电池的温度会随着环境温度的变化而变化，这无疑增加了电池荷电状态（SOC）估计的难度。针对这一问题，研究了温度对电池充放电容量、电池内阻以及电池的开路电压之间的关系，并以此建立了考虑温度的等效电路模型... 详细信息

在电池的实际运行中，电池的温度会随着环境温度的变化而变化，这无疑增加了电池荷电状态（SOC）估计的难度。针对这一问题，研究了温度对电池充放电容量、电池内阻以及电池的开路电压之间的关系，并以此建立了考虑温度的等效电路模型。在该模型的基础上结合扩展卡尔曼滤波（EKF）算法估计电池的SOC，可以实时更新与温度相关的变量，适应电池的温度变化，在变化的温度下进行了验证。结果表明，该方法可以快速并准确的估计出电池的SOC，其估计误差在2%以内。

关键词：环境温度磷酸铁锂电池荷电状态估计扩展卡尔曼滤波

一种高精度磷酸铁锂电池OCV-SOC曲线获取方法

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电源学报 2023年

作者：林加顺周娟吴乃豪杨晓全中国矿业大学电气工程学院

准确的开路电压特性(open circuit voltage-state of charge， OCV-SOC)曲线是保证锂离子电池建模精度的基础。静置法与涓流法在获取磷酸铁锂电池OCV-SOC曲线时分别存在无法描述非静置点OCV特性与极化效应影响的问题，为此，本文基于对... 详细信息

准确的开路电压特性(open circuit voltage-state of charge， OCV-SOC)曲线是保证锂离子电池建模精度的基础。静置法与涓流法在获取磷酸铁锂电池OCV-SOC曲线时分别存在无法描述非静置点OCV特性与极化效应影响的问题，为此，本文基于对磷酸铁锂电池特性的分析，结合静置法与涓流法提出一种高精度磷酸铁锂电池OCV-SOC曲线获取方法。该方法以分段形式拟合的涓流放电曲线为优化对象，基于静置法测量数据与一阶RC等效电路模型设计约束条件，采用差分进化方法寻优获取OCV-SOC优化曲线。实验结果表明，OCV-SOC优化曲线能够精确模拟磷酸铁锂电池的OCV特性。相比静置法获取的OCV-SOC曲线，基于OCV-SOC优化曲线进行的电池建模与SOC估算精度更高，其模型精度提升41.8%，SOC估算精度提升58.3%。

关键词：磷酸铁锂电池开路电压分段拟合差分进化

考虑石墨嵌锂平台的磷酸铁锂电池电化学参数辨识

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电源学报 2022年

作者：赵杨梅时玮张雪楠刘彤冯翔北京交通大学电气工程学院

磷酸铁锂电池电压平台反应电池正负极嵌锂能力，为提高电化学参数辨识的精度，特别是电池电压平台期的精度，通过改进的单粒子模型对电池电化学参数进行辨识。同时考虑石墨负极电压平台的特征，形成由电池电压相对误差、电压平台相对误... 详细信息

磷酸铁锂电池电压平台反应电池正负极嵌锂能力，为提高电化学参数辨识的精度，特别是电池电压平台期的精度，通过改进的单粒子模型对电池电化学参数进行辨识。同时考虑石墨负极电压平台的特征，形成由电池电压相对误差、电压平台相对误差、总时间误差、电压平台时间差组成的优化目标函数，各目标通过层次分析法AHP(Analytic Hierarchy Process)赋权值，最后通过模拟退火算法SA(Simulated Annealing)对电化学参数进行辨识。考虑负极石墨电压平台后的电化学参数辨识精度得到提高，电压平台期的电压误差明显减小。

关键词：嵌锂平台磷酸铁锂电池电池化学参数辨识

基于修正安时积分法的磷酸铁锂电池荷电状态估计

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郑州大学学报:工学版 2023年第6期44卷 84-90页

作者：宋磊陆春光刘琳刘世芳王要强国网浙江省电力有限公司浙江杭州310014 国网浙江杭州市萧山区供电有限公司浙江杭州311200 郑州大学电气与信息工程学院河南郑州450001 郑州大学河南省电力电子与电力系统工程技术研究中心河南郑州450001

鉴于磷酸铁锂电池特性曲线存在电压平台区,以及电压、电流存在测量误差,导致估计其荷电状态十分困难。为了提高磷酸铁锂电池在电压平台区荷电状态估计的准确性,提出了一种基于安时积分法的改进卡尔曼滤波算法。首先,分别采用安时积分法... 详细信息

鉴于磷酸铁锂电池特性曲线存在电压平台区,以及电压、电流存在测量误差,导致估计其荷电状态十分困难。为了提高磷酸铁锂电池在电压平台区荷电状态估计的准确性,提出了一种基于安时积分法的改进卡尔曼滤波算法。首先,分别采用安时积分法和AUKF算法估计磷酸铁锂电池SOC。其次,计算2种算法估计值的增量,利用2种估计算法的特性,通过对比增量关系以确定最优估计值,对AUKF算法的估计结果进行修正。最后,所提方法的有效性在磷酸铁锂电池多种运行工况下得到了验证。实验结果表明:所提方法在存在电压偏差的情况下,能保持SOC估计误差小于0.02,实现了SOC的准确估计。

关键词：移动储能系统磷酸铁锂电池安时积分法自适应无迹卡尔曼滤波

过充条件下磷酸铁锂电池力学特性分析与安全阀优化设计

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电源技术 2023年第12期47卷 1609-1615页

作者：尹康涌陶风波国网江苏省电力有限公司电力科学研究院江苏南京210024

磷酸铁锂电池因具有宽工作温度范围、长循环寿命而被广泛应用于电动汽车和电网储能领域,然而过充等滥用工况下的电池安全问题仍是遏制其发展的主要因素。过充等滥用会引发电池严重变形,且会挤压相邻电池。基于锂离子电池过充产热产气特... 详细信息

磷酸铁锂电池因具有宽工作温度范围、长循环寿命而被广泛应用于电动汽车和电网储能领域,然而过充等滥用工况下的电池安全问题仍是遏制其发展的主要因素。过充等滥用会引发电池严重变形,且会挤压相邻电池。基于锂离子电池过充产热产气特性,建立了热-气-固耦合模型实现铝壳电池的压力膨胀。结果表明,当内部压力为400~800 kPa时,3003-H14铝壳最大壳体位移为5.7~10.0 mm。此外,模拟了不同材质和不同压印形状安全阀的断裂失效。仿真结果表明,具有圆形压印的Al1050-O铝合金安全阀初始断裂压力比MFX2铝合金小193.76 kPa;十字形压印安全阀的断裂压力比圆形压印小,且断裂位置在压印中心;半圆形压印安全阀的断裂压力最小,断裂位置在顶部圆弧附近。采用十字形压印或半圆形压印的安全阀能够使铝壳电池在较小的内部压力下释放气体。模型和仿真结果可为提高电池安全性提供数值支撑。

关键词：磷酸铁锂电池过充压力膨胀安全阀压印形状

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船用磷酸铁锂电池储能系统配置关键技术

舰船科学技术 2022年第19期44卷 97-101页

作者：陈志宇徐水金张学瑾陈海金杨泽滨中船黄埔文冲船舶有限公司广东广州510715 上海凌耀船舶工程有限公司上海201100 上海船舶设备研究院上海2000311

随着锂离子电池技术的不断发展及在陆用市场的普及,锂离子电池技术受到业界的重视与青睐。船用锂电池动力系统兼备节能环保、低振动噪声、布局灵活等优势。通过对磷酸铁锂电池系统的特性分析,对磷酸铁锂动力电池潜在风险提出相应的应对... 详细信息

随着锂离子电池技术的不断发展及在陆用市场的普及,锂离子电池技术受到业界的重视与青睐。船用锂电池动力系统兼备节能环保、低振动噪声、布局灵活等优势。通过对磷酸铁锂电池系统的特性分析,对磷酸铁锂动力电池潜在风险提出相应的应对措施。以智能型无人系统母船为载体,阐述该船的磷酸铁锂储能系统集成配置方案和磷酸铁锂应急蓄电池配置方案等关键技术,为工程设计人员提供参考和借鉴。

关键词：储能系统磷酸铁锂电池动力电池应急蓄电池

预制舱式磷酸铁锂电池储能系统安全性分析研究

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消防科学与技术 2022年第7期41卷 997-1001页

作者：陈秉安福建省消防救援总队福建福州350000

电化学储能是开展电网调峰平谷、风/光能并网,实现“双碳”目标的关键环节,在政策导向和市场需求的双擎推动下迅猛发展,国内以磷酸铁锂电池储能预制舱/电站等形式大量涌现。然而,锂离子电池储能系统本身具有燃烧爆炸风险、成组密集布置... 详细信息

电化学储能是开展电网调峰平谷、风/光能并网,实现“双碳”目标的关键环节,在政策导向和市场需求的双擎推动下迅猛发展,国内以磷酸铁锂电池储能预制舱/电站等形式大量涌现。然而,锂离子电池储能系统本身具有燃烧爆炸风险、成组密集布置进一步增加其发生热失控火灾事故的风险,同时由于电化学储能系统涉及固体、液体、气体及电气火灾等多种形式,给灭火救援处置提出了新的挑战。本文对电化学储能电站的安全性进行分析,并通过锂离子电池储能箱的全尺寸实验进行验证,获取其热失控过程中温度、气体浓度等多种参数,揭示锂离子电池储能箱热失控过程的机理,分析规模化电化学储能系统的火灾风险。研究结果显示,磷酸铁锂电池在热失控燃爆过程中电芯温度、环境温度出现明显变化,其中电芯温度可达700℃以上,在规模化应用条件下,磷酸铁锂电池热失控风险高,发生燃爆事故的危害大。因此,电化学储能电站需要从产品标准、设计规范、应急处置等方面加强安全管控,尤其需要开展适用于锂离子电池储能系统的预警装置和热管理技术研究。

关键词：电化学储能磷酸铁锂电池全尺寸实验消防安全