基于差额功率转换的锂电池储能系统建模与可靠性分析

作     者：郑凯元 张维戈 邓岳 吴学智 荆龙 孙丙香 闫彤 ZHENG Kaiyuan;ZHANG Weige;DENG Yue;WU Xuezhi;JING Long;SUN Bingxiang;YAN Tong

作者机构：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 中车大连机车车辆有限公司辽宁省大连市116021 国网北京电力公司通州供电公司北京市通州区101100 

基　　金：国家自然科学基金项目(52177206) 台达电力电子科教发展计划(DREK2021005) 

出 版 物：《电网技术》 (Power System Technology)

年 卷 期：2023年第47卷第7期

页      码：2630-2638页

摘      要：相较电池储能系统的传统全功率直流转换方案,差额功率转换拓扑构架可以降低功率变换器设计容量、成本及运行损耗,提升锂电池能量存储性能。现有文献对差额功率储能系统容量优化设计、数学模型、可靠性对比及电池充放电特性的深入研究较少。为此,文章通过量化分析锂电池电压范围实现差额功率变换器容量优化设计,建立稳态电路模型及频域模型分析系统可控性、动态特性及稳定性。在此基础上,建立可靠性模型,对比不同储能系统平均失效时间,评价可靠性差异。仿真结果表明,差额功率储能方案可靠性高于传统全功率直流转换储能方案。最终,研制基于全桥移相双向DC-DC变换器的24V差额功率储能系统样机,通过10A恒流充放电实验,验证差额功率储能系统动态特性及充放电运行稳定性。

主 题 词：差额功率储能系统 锂电池 隔离型DC-DC变换器 双向全桥移相变换器 

学科分类：080802[080802] 0808[工学-自动化类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.13335/j.1000-3673.pst.2022.1302

馆 藏 号：203122612...