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Building a Cloud-Based Energy Storage System through Digital Transformation of Distributed Backup Battery in Mobile Base Stations 被引量:10
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作者 Song Ci Yanglin Zhou +2 位作者 Yuan Xu Xingjian Diao Junwei Wang 《China Communications》 SCIE CSCD 2020年第4期42-50,共9页
Battery energy storage systems(ESS) have been widely used in mobile base stations(BS) as the main backup power source. Due to the large number of base stations, massive distributed ESSs have largely stayed in idle and... Battery energy storage systems(ESS) have been widely used in mobile base stations(BS) as the main backup power source. Due to the large number of base stations, massive distributed ESSs have largely stayed in idle and very difficult to achieve high asset utilization. In recent years, the fast-paced development of digital energy storage(DES) technology has revolutionized the traditional operation and maintenance of ESSs by transforming them into digital assets, further enabling battery energy storage services, raising up a new way to achieve a much higher utilization of such kind of largely idle ESS resources. In this paper, the disruptive DES technology will be introduced and its application under the context of mobile BSs will be studied, and then a cloud-based energy storage(CES) platform is proposed based on a large scale distributed DESs to provide a new cyber-enabled energy storage service to the local utility company. A real-world case study shows the effectiveness and efficiency of the CES platform. 展开更多
关键词 digital energy storage dynamic reconfigurable battery network energy DIGITIZATION software-defined battery system cloud energy storage
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基于动态可重构电池网络的储能系统本质安全机制及实例分析 被引量:10
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作者 张从佳 施敏达 +2 位作者 徐晨 黄震宇 慈松 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2442-2451,共10页
随着电化学储能的快速发展,储能系统本质安全的问题日益凸显。然而,电池单体固有的差异性与传统固定串并联成组方式的不匹配所带来的电池系统“短板效应”是造成目前电化学储能系统安全性和经济性问题的本质原因。近年来,基于动态可重... 随着电化学储能的快速发展,储能系统本质安全的问题日益凸显。然而,电池单体固有的差异性与传统固定串并联成组方式的不匹配所带来的电池系统“短板效应”是造成目前电化学储能系统安全性和经济性问题的本质原因。近年来,基于动态可重构电池网络(dynamically reconfigurable battery network,DRBN)的数字储能系统得到了广泛的关注。DRBN通过低功耗功率半导体器件与电池进行深度耦合,将电池从电化学反应装置转变为一种新型数字装置,并通过毫秒级电池物理连接拓扑重构从原理上杜绝了由于过充过放所带来的热堆积和热失控问题,实现了电池系统级本质安全。此外,DRBN能够快速诊断并切除故障电池,同时保持电化学储能的正常运行,极大提升了系统的可用性和可靠性。最后,本工作通过实际工程案例数据阐述数字储能系统在突发故障时的在线诊断和快速自动隔离疑似故障方面的本质安全机制,为电化学储能系统安全性和经济性提供一种新的路径。 展开更多
关键词 动态可重构电池网络 数字储能系统 本质安全 在线故障检测 自动故障隔离
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基于动态可重构电池网络的大规模退役动力电池梯次利用储能系统运行性能评估
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作者 慈松 张从佳 +2 位作者 周杨林 李博文 赵光金 《全球能源互联网》 CSCD 北大核心 2024年第2期136-144,共9页
退役动力电池因其一致性差、安全性薄弱等缺陷在梯次利用时面临巨大挑战。动态可重构电池网络(dynamic reconfigurable battery network,DRBN)能够有效提高退役动力电池梯次利用储能系统的一致性和安全性。目前DRBN储能系统已经进入工... 退役动力电池因其一致性差、安全性薄弱等缺陷在梯次利用时面临巨大挑战。动态可重构电池网络(dynamic reconfigurable battery network,DRBN)能够有效提高退役动力电池梯次利用储能系统的一致性和安全性。目前DRBN储能系统已经进入工程应用阶段,然而现有的研究缺少对大规模DRBN储能系统的运行性能评估。为此,以实际运行的大规模退役动力电池梯次利用储能系统作为分析对象,选取储能系统中80个DRBN的1个月运行数据进行分析。从运行工况、均衡效果、薄弱辨识三个方面验证了DRBN储能系统对电池模组一致性的提升效果。数据分析表明,90%的DRBN一致性良好,且其他一致性较差的DRBN都能够被准确辨识。 展开更多
关键词 动态可重构电池网络 电池储能系统 退役动力电池 梯次利用 一致性
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软件定义可重构电池系统及其应用 被引量:4
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作者 慈松 周杨林 林倪 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期694-699,共6页
自电池被发明200多年以来,电池系统一直是采用固定串并联的系统架构,即很多小容量的单体电池根据负载的要求固定串并联成一个电池系统。然而,由于生产和工况引入的单体电池差异性,这种固定串并联的系统架构给电池系统带来了很多应用上问... 自电池被发明200多年以来,电池系统一直是采用固定串并联的系统架构,即很多小容量的单体电池根据负载的要求固定串并联成一个电池系统。然而,由于生产和工况引入的单体电池差异性,这种固定串并联的系统架构给电池系统带来了很多应用上问题,如SOC和SOH的测不准问题、电池充放电均衡问题、电池的梯次利用问题及可靠性和安全性问题等。借鉴软件定义的理念和具体实现,软件定义可重构电池系统可以从根本上解决电池单体差异性与固定串并联成组方式之间的不匹配问题,进而解决了一系列电池应用问题。本文将重点讨论基于可重构电池网络的软件定义可重构电池系统原理及其应用。 展开更多
关键词 可重构电池网络 软件定义电池系统 电池储能系统 信息物理融合系统 可重构电池网技术应用
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动态可重构电池储能技术:原理与应用 被引量:1
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作者 慈松 张从佳 +1 位作者 刘宝昌 周杨林 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3445-3455,共11页
如何从根本上消除电池系统的“短板效应”是储能行业发展的核心技术问题。目前业界解决“短板效应”的主要手段是追求电池单体在生产和使用过程中的一致性,这必然导致边际成本越来越高,同时依然无法从根本上消除电池系统“短板效应”。... 如何从根本上消除电池系统的“短板效应”是储能行业发展的核心技术问题。目前业界解决“短板效应”的主要手段是追求电池单体在生产和使用过程中的一致性,这必然导致边际成本越来越高,同时依然无法从根本上消除电池系统“短板效应”。因此,本团队率先提出了基于能量数字化的动态可重构电池(dynamic reconfigurable battery,DRB)储能技术,改变了电池发明以来固定串并联的应用范式,将电池之间的物理连接由传统固定串并联的刚性连接改变为程序控制的柔性连接,通过控制每个电池接入充放电回路里的时间实现了“尽力而为”的电池能量管控模式。接着,本团队提出了基于动态可重构电池储能技术的能量控制和系统级本质安全控制方法,将能量控制问题表示为一个优化问题,并分析了基于可控串并联技术的本质安全控制方法。大量实际运行数据表明,动态可重构电池储能技术可以极大提升电池储能系统的安全性和能量效率,为构建大规模长寿命低成本电池储能系统提供了全新的路径。 展开更多
关键词 动态可重构电池网络 能量数字化 电池储能系统 安全性 效率
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基于数字能量交换系统的动力电池无损梯次利用储能技术研究 被引量:4
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作者 李香龙 刘秀兰 +5 位作者 郭晨 周杨林 陈熙 金渊 张倩 慈松 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第16期5848-5857,共10页
退役动力电池在有效容量、健康状况、循环寿命等方面具有显著差异性,单体级拆分、固定重组的梯次利用技术方案难以提高梯次利用储能系统的可靠性、安全性和能量效率。该文基于可重构电池网络技术,提出数字无损动力电池梯次利用技术的数... 退役动力电池在有效容量、健康状况、循环寿命等方面具有显著差异性,单体级拆分、固定重组的梯次利用技术方案难以提高梯次利用储能系统的可靠性、安全性和能量效率。该文基于可重构电池网络技术,提出数字无损动力电池梯次利用技术的数字能量交换系统。首先,分析退役动力电池梯次利用动力电池系统的可行性,提出电池包或模组级重构的梯次利用储能系统方案。接着,阐述数字能量交换系统的技术基础并提出其原理框架,建立可重构电池网络的容量变化模型,总结出数字能量交换系统的优化问题。根据数学模型推导基于可重构电池网络的智能梯次利用动力电池管控策略,实现梯次利用电池储能系统能量信息化、数字化管控。然后,根据数字能量交换系统特征,推导基于可重构电池网络的卡尔曼滤波与开路电压–荷电状态映射相结合的在线电池荷电状态估算算法。最后,基于梯次利用储能项目示范工程,使用信息熵与物理系统熵的概念解释数字储能系统对电池进行一致性的管控,验证了系统的效能。 展开更多
关键词 动力电池梯次利用 可重构电池网络 数字储能系统
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基于可重构电池储能的微电网功率协调控制研究
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作者 赵传婷 刘世林 +1 位作者 孔敏 张刚 《皖西学院学报》 2022年第5期113-118,共6页
针对可重构电池储能的运行特点,研究了一种基于可重构电池储能的微电网功率协调控制策略。首先,为了改善可重构电池的响应特性,设计了基于积分滑模控制的储能变换器控制系统。其次,将微电网运行状态划分为四种工作模式,在系统运行状态... 针对可重构电池储能的运行特点,研究了一种基于可重构电池储能的微电网功率协调控制策略。首先,为了改善可重构电池的响应特性,设计了基于积分滑模控制的储能变换器控制系统。其次,将微电网运行状态划分为四种工作模式,在系统运行状态发生变化时,通过可重构电池储能的主动功率调节作用,使得微电网能够在不同工作模式下维持系统功率平衡,从而保证系统稳定运行。最后,通过搭建MATLAB/Simulink仿真模型,验证了所提策略的有效性。 展开更多
关键词 微电网 可重构电池储能 功率协调控制 积分滑模控制
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基于荷电状态图权重的储能系统电池网络重构研究
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作者 赵航 张旭 +3 位作者 刘欢 肖逗 张博 党建 《电工技术》 2023年第7期13-18,共6页
电化学储能系统中单体电池的特性差异给储能系统的能量效率、安全可靠运行造成了一定隐患。可重构网络式数字储能利用高频电力电子装置对连续能量流的离散化和数字化是储能未来研究方向之一。为此,开展了基于荷电状态图的储能系统电池... 电化学储能系统中单体电池的特性差异给储能系统的能量效率、安全可靠运行造成了一定隐患。可重构网络式数字储能利用高频电力电子装置对连续能量流的离散化和数字化是储能未来研究方向之一。为此,开展了基于荷电状态图的储能系统电池网络重构研究。首先,在分析现有重构电池网络特点的基础上提出了一种旁路阵列式可重构电池拓扑,并通过灵活控制开关获取开路电压和荷电状态SOC。其次,基于图深度优先遍历的思路,提出了一种荷电状态图的储能系统电池网络重构策略。最后,在搭建的可重构式电池网络实验平台进行了验证。结果表明,基于荷电状态图的储能系统电池网络重构可有效避免单体电池劣化带来的木桶效应,对提升储能系统高效运维有一定指导意义。 展开更多
关键词 电池荷电状态 图计算 可重构网络 电池储能
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计及储能及负荷转供协同调度的城市电网弹性运行策略 被引量:25
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作者 刘畅 黄杨 +6 位作者 杨昕然 滕予非 陈刚 唐伟 靳旦 刘友波 张曦 《电力系统保护与控制》 CSCD 北大核心 2021年第6期56-66,共11页
随着多种新型负荷的不断增长及新能源的大规模接入,城市配电网输电阻塞问题日益频繁,严重威胁电网安全运行和可靠供电。利用高压配电网网架重构以及储能电站充放电特性,实现负荷及发电的时间-空间转移,可有效缓解城市输电网局部阻塞问题... 随着多种新型负荷的不断增长及新能源的大规模接入,城市配电网输电阻塞问题日益频繁,严重威胁电网安全运行和可靠供电。利用高压配电网网架重构以及储能电站充放电特性,实现负荷及发电的时间-空间转移,可有效缓解城市输电网局部阻塞问题,降低负荷损失,保证供电可靠性。因此,提出了一种同时考虑高压配电网重构和储能电站充放电协同控制的弹性运行策略。首先,建立了储能电站充放电功率调度模型及高压配电网可重构模型。然后,定义安全距离作为安全裕度指标,将线路传输容量和网络拓扑结构结合,以全面评估所提协同控制策略对提升220 kV电网运行安全的效果。最后以我国某城市局部高压配电系统为算例验证所提协同控制的有效性。结果表明,所提方法能有效均衡大尺度时空范畴内的源荷分布,改善城市输电网运行阻塞问题,提升220 kV输电网安全裕度。 展开更多
关键词 配电网重构 储能电站 协同调度 安全裕度
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