锂离子电池论文关于锂离子电池储能系统建模其对电网稳定性影响论文范文参考资料

锂离子电池论文关于锂离子电池储能系统建模其对电网稳定性影响论文范文参考资料 周芥锋 江苏南通226000） 摘要：在我国，能源是人民生活与生产中最为基础的物质保证，占据着举足轻重的位置。而电能则是能源中最为贴近生活，且与我们生活息息相关，也是现代生活中最为方便的能源形式。在我国传统电力的系统中，电能基本上是一气呵成的，这就需要我们时时刻刻的维持住输电功率的动态平衡，如果控制不住，那就会带来一系列的问题和安全隐患。本文重点阐述了锂离子电池储能系统建模及其对电网稳定性的影响。 关键词：锂离子；电池储能系统建模；电网稳定性影响 ：TB13 ：A ：1673-1069（xx）26-167-2 1 储能技术在现代电力系统中的应用 1.1 电力系统的削峰填谷 在我国社会不断发展的现阶段，无论是我国工业上还是商业上用电，用电量都在不断提高。在大规模的配电网中仍然会出现负荷率低的情况，而且在不同的时段、不用的季节都存在很大的差异。此时，储存系统就产生了巨大作用。如在电网中配备大规模的、高性能的储存系统，那就可以在用电低谷的时候将电能储存，在用电高峰期的时候释放出来，这样就可以满足负荷，从而实现削峰填谷。 1.2 新能源分布式发电的灵活接入和稳定输出 在国内，随着我国的各种资源的枯竭与环境的持续恶化，寻找新的能源代替品已提上日程。太阳能、风能以及地热能都逐渐被重视起来，世界各国都在这些方面投入了大量的人力物力。现阶段，新能源分布式发电的灵活接入和稳定输出为电力事业的发展做出了巨大的贡献，锂离子电池储能系统也随之发展壮大，在我国得到大力的扶持与发展。 2 锂离子电池概况及其在电力系统中的应用现状 2.1 锂离子电池的概况 世界上对于锂离子电池的研究最早是从20 世纪的六七十年*始的，当时最主要就是以金属锂以及锂的合金作为负极，当时来说就是锂的一次电池。经过多年的发展，在20世纪八十年代的时候又发现将锂的石墨镶嵌到化合物中作为电池的负极，由此开启了锂的二次电池时代。发展到现在的磷酸铁锂电池，这种锂离子电池是目前来说，性能最好的，最有发展前景的电池。 2.2 锂离子电池在电力系统中的应用现状 在电池中，锂离子电池自成一个体系。锰酸锂电池是现阶段电车上用的做多的，它的性能也是运用到电车上最好的材料。还有就是钴酸锂电池，这种电池应用的最广泛，它主要是应用于通信行业，例如：电脑、手机等等。而真正可以运用到电网上的还当属磷酸铁锂电池，磷酸铁锂应用最为成功的还是美国，美国也是代表着世界科技前沿的水平。 3 锂离子电池储能系统建模及其对电网稳定性影响 为了可以有效地研究锂离子电池储能系统建模及其对电网稳定性影响，我们对锂离子电池储能系统进行了一系列的数学建模，以及进行仿真研究。下文就通过锂离子电池储能系统的数学建模、锂离子电池储能系统对电网稳定性影响的仿真以及锂离子电池储能系统对电网稳定性影响的研究三个方面进行探究。针对这是三个方面，我们进行了一系列的仿真实验，并对这些仿真结果进行了分析与评价。根据下文的结果，我们可以详细地了解到锂离子电池储能系统建模及其对电网稳定性影响。 3.1 锂离子电池储能系统的数学建模 为了更好地研究锂离子电池储能系统，我们为它创建了一个新的并网系统的数学建模，图1 为锂电储能系统并网拓扑 储能并网系统通常包括几种部分，电池管理监测系统、储能装置以及逆变器系统等。我们可以做一系列的假设：首先是滤波器的电感线性、无饱和现象；再有就是一切的损耗和影响我们现阶段忽略不计。这样我们最终采取的数学建模的形式如图2，为简化后的储能并网结构三相桥式逆变器通常有两种建模方法，分别是开关函数建模法和占空比建模法。其中开关函数建模法适用系统仿真、占空比建模适用控制设计，基于上文假设、综合考虑。 3.2 锂离子电池储能系统对电网稳定性影响的仿真研究 经过我们对锂离子电池储能逆变系统线性增量建模、接入锂离子电池储能的单机无穷大系统建模以及接入锂离子电池储能的两区域互联系统建模这三个建模理论的研究，在Matlab 软件中分别建立接入锂电储能的单机无穷大系统模型和两区域互联系统模型。分别在充放电的形式下对比接入储能与无储能时的功角振荡曲线，再仿真出不同的储能对功角稳定的影响程度，之后讨论出容量的配置问题。通过锂离子电池储能系统对电网稳定性影响的仿真研究可以有效地、清晰地了解到锂离子电池储能系统对电网稳定性的影响的要素。建立仿真模型，分别在放电和充电模式下观测系统接入20MW 锂电储能前后在小扰动时的功角振荡曲线。为便于分析储能的运行状态，这里一并给出接入储能后的电池电流IBEs 和电池电压增量4VBOc 的仿真曲线。仿真结果如图3。 系统接入20MW 锂电储能后，功角稳定性明显增强。因系统本身具有阻尼效应，无储能条件下发生小扰动时，仍可经过一段时间振荡后恢复稳定(放电模式，机械功率正向扰动，功角瞬时上升，后波动趋稳;充电模式反之)。 3.3 锂离子电池储能系统对电网稳定性影响研究 随着电力事业的不断发展和壮大，以及我国电网的综合负荷也不断提高，复杂程度也随之变强，电力系统的稳定性也面临着非常巨大的挑战。在我国，最传统的电力电网主要是依靠继电保护装置来实现电网的稳定性，而现阶段随着电网的复杂性提高，传统的稳定系统已无法满足要求，更多的电网稳定性措施也在不断创新与发展。为了实现功率平衡，为电网提供了主动致隐途径，锂离子电池是现代电力系统大规模储能装置，有效提高系统稳定性。电网储能装置专作稳定控制将在我国大力发展。锂离子电池储能对电力系统稳定性的影响，着重关注功角稳定和频率稳定两方面。首先对储能应用于电网稳定的研究现状简要分析，继而根据已建的锉电池等效电路模型结合逆变原理在理论上进一步推导、分析，线性化处理，形成了适于稳定研究的线性增量模型，然后建立了接入锂电储能的单机无穷大模型和两区域互联系统模型。 4 结论 在我国，对锂离子电池储能系统建模及其对电网稳定性影响的研究有独特的结论。本文研究了锂电池储能技术在我国现代电力电网中的应用