大容量全钒液流电池均衡控制策略及仿真.pdf

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1、第50卷第11期电力电子技术Vo1．50，No。112016年11月PowerElectronicsNovember2016大容量全钒液流电池均衡控制策略及仿真李鑫，王宁，陈星邑，魏达(1．合肥工业大学，电气与自动化工程学院，安徽合肥230009；2．湖南德沃普有限公司，湖南邵阳422000)摘要：随着新能源规模日益扩大，具有大容量、大功率、绿色环保特点，且适用于大容量储能系统的全钒液流电池(VRB)备受关注。对于大容量储能系统，单体电池的串并联使用非常普遍。由于电池不一致性．影响电池充放电特性和寿命。采用二级均衡控制策略实现多箱式全钒液流电池组(

2、BL．VRB)协调均衡目标。并在Simulink仿真平台搭建多BL．VRB均衡系统，仿真验证两级均衡的可行性。同时验证两级均衡控制对双向直流变换器充放电控制影响较小。关键词：电池；大容量储能；均衡控制中图分类号：TM911文献标识码：A文章编号：1000—100X(2016)11-0053—04BalancedControlStrategyandSimulationofLargeCapacityAllVanadian1RedoxFlowBatteryLIXin，WANGNing，CHENXing-yi，WEIDa2(1．HefeiUniversof

3、Technology，Hefei230009，China)Abstract：Withtheincreasingscaleofnewenergy，vanadiumredoxbatteries(VRB)hasattractedmoreandmoreat．tenfionforpossessingthecharacteristicsoflargecapacity，largepower，greenandapplyingtolargestoragesystem．Forthelargestoragesystem，theseries—multipleconnect

4、ionofsinglecellisverycommon．Theinequalityofbatterywillaf-feetscharge-dischargecharacteristicsandservicelife．TwostageequalizationtorealizethecoordinationofBL—VRBisadopted，andthecoordination0nSimulinksimulationplatformisbuilttoverifythefeasibilityoftwostagebalanceandproveitsless

5、influenceoncharge—dischargecontroUedbyDCIDCconve~er．Keywords：battery；largecapacityenergystorage；balancedcontrol1引言2全钒液流电池串不均衡分析新能源具有随机性，波动性，导致其大批量接VRB单体电池的容量主要是由电解液的体积入电网后。对电网造成极大的挑战【”。储能可以帮和浓度决定．生产制造出的同一批次单体电池的助新能源友好接入电网并且提高新能源的利用初始容量会有差异。如图1所示，充电过程。能量率。储能在2008年之后，保持快速增长的趋势。构

6、高的VRB单体电池最先充满。能量低的VRB单建长寿命大容量储能系统已是大势所趋【2】。体电池则未充满，在保护机制下，系统不会对电池由于全钒液流电池的不一致性．导致在充放组继续充电。在放电过程，能量低的VRB单体最电过程中，会出现VRB过充过放现象。因此电池先达到放电下限。在电池串联使用过程中，流经各组容量无法充分利用，电池的使用寿命缩短。对于VRB的电流一致，但由于内阻不同。内阻大的VRB大容量储能系统．均衡控制对电池管理起着至关单体电池内耗大，产生的热量相对较多，温升较重要的作用。在此研究1个具有l2个VRB的电高，端电压增高。在恒压充电过程中，

7、内阻大的池成组模块均衡控制策略．通过采用二级均衡控VRB单电池端电压高于内阻小的VRB单体电池。制策略实现多BL．VRB的协调均衡目标。并在易使其达到充电的最高电压极限。缩减VRB的使Simulink仿真平台搭建多BL．VRB均衡系统。仿真用寿命。VRB应用在大容量储能系统中，电池阵验证两级均衡的可行性。同时验证两级均衡控制列由多个单体电池串并联组合而成。以便于扩大对双向直流变换器充放电控制影响较小。系统容量。为了最大化地利用整个系统电池容量，保障各VRB的最佳使用寿命，改善单体电池带来定稿日期：2016—10—08的不一致性。实现大容量储能单元中

8、的各电池的作者简介：李鑫(1976一)，男，安徽阜阳人，副教授，研究能量均衡。在大容量储能系统中必须加入合理的方向为运动控