登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
图 1 混合储能系统结构图
Fig.1 Structure diagram of hybrid energy storage system
2、创新点及解决的问题
列车频繁的启动与制动状态导致直流牵引网与储能系统之间不断地进行能量交换,这部分能量将在超级电容和蓄电池之间进行分配。传统的功率分配多采用低通滤波法,滤波时间常数是固定的,但是由于负载功率、超级电容和蓄电池的 SOC 的实时变化,使用固定的滤波时间常数不能充分发挥各储能元件的优点,因此可以利用超级电容的 SOC 对滤波时间常数进行校正。改进后的低通滤波法不但能够保证直流牵引网电压在要求的范围内波动,还能够延长储能元件的使用寿命,并且能将城轨列车的回馈能量收集起来,提升能量的利用率。
3、重要内容导读
文章首先介绍了混合储能系统的工作原理 。城轨列车在运行中会经历三个过程:匀速、加速和减速。
(1)当城轨列车处于匀速状态时,直流牵引网电压基本保持不变,此时直流牵引网和超级电容或者蓄电池之间没有进行能量交换;
(2)当城轨列车处于加速状态时,因电机运转需要大量能量,控制回路将使得开关管S 2 、S 4 导通,对电感 L 1 、L 2 进行充电,然后超级电容和蓄电池与 L 1 、L 2 通过 S 1 、S 3 反并联的二极管接入牵引网中,给牵引网供能,避免牵引网电压降得太低,此时 DC/DC 变换器工作在 Boost 模式下;
(3)当城轨列车处于减速状态时,电机制动产生反馈能量,此时牵引网通过开关管 S 1 、S 3 对超级电容和蓄电池进行充电,不但可以避免牵引网电压升的过高,还可以将能量储存起来为下一次加速做准备,此时 DC/DC 变换器工作在 Buck 模式下。然后介绍了混合储能系统的能量管理策略。在进行能量管理时需要先对功率进行解耦,这样就可以由超级电容提供变化的高频功率,蓄电池负责相应的低频功率,文章采用由超级电容的 SOC 控制低通滤波器的时间常数来确定各自的目标功率的方法。滤波时间常数和超级电容 SOC 的关系如图 2 所示。
图 2 基于超级电容 SOC 和滤波时间常数的关系图
Fig.2 Relationship diagram between SOC of super capacitor and filter time constant
(1)当超级电容的 SOC 处于[0,SOC min ]时,滤波时间常数 T 修正为 0,则超级电容不再进行放电,完全由蓄电池放电来维持直流牵引网电压的稳定,同时为了保护蓄电池,令参功率 P ref-out 等于蓄电池的最大输出功率;
(2)当超级电容的SOC处于[SOC min ,SOC 1 ]时,按照图 3 中Ⅰ段所示对滤波时间常数进行修正,此时随着超级电容SOC值的减小,滤波时间常数T跟着减小,故蓄电池可补偿的频率范围就相应增大,输出功率也相应增大,当且仅当超级电容的SOC等于最小值SOC min时,滤波时间常数为T min ,蓄电池补偿的频率范围最大,输出功率达到最大,避免了超级电容的过放;
(3)当超级电容的SOC处于[SOC 1 ,SOC 2 ]时,滤波时间常数不变,为给定的初始值T 0 ,此时超级电容和蓄电池都能充分发挥各自的优势;
(4)当超级电容的SOC处于[SOC 2 ,SOC max ]时,按照图 3 中Ⅲ段所示对滤波时间常数进行修正,此时随着超级电容SOC值的增大,滤波时间常数T也跟着增大,故蓄电池可补偿的频率范围就相应减小,输出功率也相应减小,而超级电容的输出功率增大,减小了蓄电池的运行压力,增加了蓄电池的使用次数;
(5)当超级电容的SOC处于 [SOC max ,100%]时,滤波时间常数T修正为 0,此时超级电容不再进行充电,完全由蓄电池来吸收多的制动能量,同时为了避免蓄电池短时间的过流,令参考功率P ref-in 等于蓄电池的最小输入功率。
滤波时间常数修正关系如下:
(1)
通过对滤波时间常数的修正,蓄电池和超级电容的功率参考值也得到了相应的修正,不再是初始设定的固定值,其修正后的功率参考值分别为:
最后,通过 Matlab/Simulink 搭建模型进行仿真验证改进策略的有效性。
4、结论
针对城轨列车在运行过程中对直流牵引网电压造成的冲击,文章研究了由超级电容和蓄电池组成的混合储能系统,并提出了基于超级电容 SOC 控制滤波时间常数的低通滤波法来分配功率的策略。仿真结果表明,所提出的策略不但能够保证直流牵引网电压的稳定,还能够根据城轨列车的实际运行状态以及储能元件的使用情况对其进行合理的功率分配。同时,还可以避免超级电容和蓄电池出现过充、过放的情况,超级电容对高频功率的响应也避免了蓄电池遭受较大冲击,延长了蓄电池的使用寿命。
5、引用本文
章宝歌, 李萍, 张振, 王宇, 荣耀. 应用于城轨列车混合储能系统的能量管理策略[J]. 储能科学与技术, 2020, 9(1): 204-210.
Baoge ZHANG, Ping LI, Zhen ZHANG, Yu WANG, Yao RONG. Energy management strategy of hybrid energy storage system for urban rail trains[J]. Energy Storage Science and Technology, 2020, 9(1): 204-210.
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
随着新能源产业跨越式发展与新型电力系统构建进程提速,储能作为关键调节性电源迎来重大发展机遇。面对不同类型的储能形式与技术,如何发挥其最佳性能?我国抽水蓄能未来发展方向如何,在国际市场竞争中面临哪些机遇和壁垒?对此,中能传媒记者对中国电建北京院党委书记、董事长朱国金进行了专访。中能
5月25日,我国首个大型锂钠混合储能站——南方电网宝池储能站在文山壮族苗族自治州丘北县正式投产。宝池储能站属于国家新型储能试点示范项目,也是云南省首批集中共享新型储能试点示范项目,装机规模200兆瓦/400兆瓦时,按照每天两充两放测算,电站每年可调节电量5.8亿千瓦时,相当于近27万户居民一年
对于现代能源体系来说,传统电力系统好比一条条宽阔的“主动脉”,能源单向流动,稳定却稍显笨重。一旦遇到极端天气、设备故障,可能会“牵一发而动全身”,引发大面积停电事故。同时,随着新能源快速发展,大量风光分布式新能源涌入电网,从而导致传统电网“消化不良”,这就促使微电网应运而生,它是
北极星储能网讯:5月16日,国家电投黄河水电发布了国家光伏、储能实证实验平台(大庆基地)2024年度数据成果。据悉,国家光伏、储能实证实验平台(大庆基地)位于黑龙江省大庆市,是全球首个光伏、储能户外实证实验平台,也是国家能源局批复的国内首个“国字号”实证实验平台,规划布置实证实验方案640
北极星储能网获悉,2025年5月17日,物产环能召开2024年度暨2025年一季度业绩说明会,2025年Q1,物产环能净利润1.5亿,同比下降35.44%,营收99亿,同比下降4.91%。据悉,物产环能基于混合储能的多能耦合智慧低碳供能示范项目稳步推进,项目整体预计在2025年竣工投产。
2025年5月16日,国家光伏、储能实证实验平台(大庆基地)2024年度数据成果发布会在北京召开。国家光伏、储能实证实验平台(大庆基地)位于黑龙江省大庆市,是国家能源局批复的国内首个“国字号”实证实验平台,由国家电投集团黄河公司建设运营,规划布置实证实验方案640种,规模约105万千瓦。大庆基地
在近期举办的电池行业年度盛会“第十七届中国国际电池技术交流会(CIBF2025)”上,深圳市尊光固态电池有限公司展出全球能量密度最高的水系镍基安全电池。水系电池是指以水为电解液的二次电池。相较于有机物电解液电池,水系电池具有安全环保、易于回收利用和使用维护成本低等诸多优势,但其能量密度较
5月9日,由西安热工院总承包的陕西省首个“超级电容+锂电池”混合储能火储联调项目在华能铜川照金煤电有限公司建成投运,为提升陕西电网运行稳定性提供了创新解决方案,标志着陕西省在火电灵活性改造与新型储能技术融合应用领域迈出了关键一步。作为西安热工院建设的第6套超级电容储能项目,本项目采用
北极星储能网讯:4月29日,河北发改委发布《关于组织开展多元技术路线独立储能试点项目申报工作的通知》。文件提出,综合考虑新能源消纳和电网调节需求,本次拟安排项目总规模不超过3.5GW,各市项目数量不超过5个。文件明确,申报单体项目容量一般为100MW,最大不超过200MW,其中采用“磷酸铁锂+X”混
2025年4月30日,中广核新能源云南麻栗坡县100兆瓦/200兆瓦时新型共享储能项目全容量并网发电。该项目采用“磷酸铁锂+全钒液流”混合储能方案和构网型技术路线,是云南省第一批新型储能试点示范项目,将进一步推动云南新型储能技术的商业化应用和构网型技术的推广。项目投运后,年放电量可达6000万千瓦
北极星储能网讯:4月28日,国家发改委发布《绿色低碳先进技术示范项目清单(第二批)》,涉及储能的示范项目有12项,总规模超2.455GW/9.14GWh。其中包括,500兆瓦/2000兆瓦时构网型混合储能示范项目;295兆瓦/590兆瓦时构网型储能电站示范项目;350兆瓦/1400兆瓦时石灰岩地层储气库压缩空气储能电站示
5月28日,哈萨克斯坦主权财富基金Samruk-Kazyna首席执行官努尔兰·扎克波夫会见远景能源高级副总裁、国际产品线总裁徐刚,双方围绕在哈萨克斯坦绿色能源转型展开深入讨论。根据共识,双方将在风电、储能、绿氢及零碳产业园等领域深化合作,协同推动哈萨克斯坦能源零碳进程与经济高质量发展。徐刚表示:
截至2024年底,中国新能源汽车保有量已达到3140万辆。面对新能源汽车爆发式增长带来的充电基础设施需求压力,储能技术正成为破解充电网络峰谷矛盾的核心突破口。近日,海博思创完成星纪云能(无锡)科技有限公司在上海北翟路超级充电站的储能项目交付,通过精准的峰谷套利策略与智能功率支撑技术,为充
近期,多座储能电站获最新进展,北极星储能网特将2025年5月26日-2025年5月30日期间发布的储能项目动态整理如下:我国首个大型锂钠混合储能站投产5月25日,我国首个大型锂钠混合储能站——南方电网宝池储能站在文山壮族苗族自治州丘北县正式投产。宝池储能站属于国家新型储能试点示范项目,也是云南省首
近日,国家能源局综合司等部门联合发布《关于加强电化学储能安全管理有关工作的通知》,从提升电池系统本质安全水平、健全标准体系、强化全生命周期安全管理责任等六个方面,为储能行业划出安全“底线”,也为行业高质量发展提供清晰方向。作为储能行业的技术引领者,天合储能始终把“安全”作为系统设
北极星风力发电网获悉,5月28日,武威市发展和改革委员会正式下发《关于民勤县山高清洁能源开发有限公司5万千瓦风电项目核准的批复》。项目选址甘肃省武威市民勤县红砂岗镇,总投资2.655亿元,规划装机容量5万千瓦,配置8台单机容量6.25兆瓦智能风机。通过创新采用“15%×4小时”储能系统,构建风储协
北极星风力发电网获悉,5月29日,陇南市发布“十四五”第三批新能源项目竞争性配置补充公告,公告显示,因礼县罗坝镇、宕昌县庞家乡、西和县十里镇5万千瓦等3个风电项目前期工作进展缓慢,未能按照《陇南市“十四五”第三批新能源项目竞争性配置方案》要求如期开工建设,为加快推进全市“十四五”第三
在被视作下一代储能电池——500+Ah储能电芯的竞赛上,远景动力和宁德时代率先发力。5月29日,远景动力沧州超级工厂正式下线500+Ah储能电芯,成为行业率先实现500+Ah电芯量产的企业。无独有偶,本月中旬,宁德时代位于山东济宁的新能源电池工厂一期项目投产。此前,有消息称,宁德时代587Ah储能电芯将于
文/王海滨作者系中化能源股份有限公司正高级经济师2025年1月20日,唐纳德#x2022;特朗普宣誓成为美国第47任总统,同日签署行政令宣布美国将再次退出《巴黎气候协定》,并宣布美国进入国家能源紧急状态,将大力开发化石能源。这是世界气候治理和能源低碳转型的一个重要挫折。这一倒退有特朗普个人的原因
5月29日,远景动力沧州电池超级工厂正式下线500+Ah储能电芯,成为行业率先实现500+Ah电芯量产的企业,持续领跑储能大容量电芯迭代。远景动力沧州500+Ah储能电芯产线实景据悉,远景动力此次量产的500+Ah电芯将适配当前市场主流6+MWh储能系统方案。相较上一代产品大幅提升了单体储能集装箱能量密度,节约
北极星输配电网获悉,5月27日,许昌市投资集团有限公司(以下简称许昌投资集团)正筹划组建中原新型智慧电力装备产业集团(以下简称中原电力装备集团),已与部分产业链企业初步接洽。当日,许昌投资集团在其官网公开向电力装备制造企业、科研院所、金融机构及产业链上下游企业发出邀请。许昌投资集团
北极星储能网获悉,5月29日,云南省昆明市120MW/240MWh嵩明县职教新城共享储能项目顺利投产。项目建设单位为昆自集团嵩明储能有限公司,项目位于云南省昆明市嵩明县职教新城科教文化产业园片区,长松园1号路南侧,220kV向荣变电站西侧。本工程建设容量为120MW/240MWh,采用“磷酸铁锂”技术路线,储能
北极星储能网获悉,5月20日,江西省能源局印发《第一批省级独立储能试点示范项目清单的通知》。本次示范项目总规模4.5GW/10.24GWh。技术类型以磷酸铁锂为主,也包括了电化学储能#x2B;飞轮储能、电化学储能#x2B;超级电容混合技术,也有压缩空气项目入选。项目业主看,江西中科易能科技有限公司、大唐、
在“双碳”目标驱动下,新能源装机占比已突破35%,但风光电的间歇性与电网刚性需求矛盾日益凸显。当行业焦点从“装机竞赛”转向“消纳能力”,电力辅助服务——这一曾被忽视的万亿级市场,正成为新能源企业、投资者和电网运营商的必争之地。本文一起探讨电力辅助服务(调峰、调频、备用、爬坡)四大核
近期,多座储能电站获最新进展,北极星储能网特将2025年5月19日-2025年5月23日期间发布的储能项目动态整理如下:200MW/800MWh!8种储能技术混合!国家能源集团青海储能电站投产!5月16日,青海公司大柴旦100万千瓦风光储项目配套储能电站工程科翡储能电站在青海省海西蒙古族藏族自治州成功实现投产运行
北极星储能网讯:5月17日,中国电工技术协会发布《台区低压侧分布式储能系统规划技术导则(征求意见稿)》。其中提出,储能系统应具备削峰填谷、无功补偿、功率支撑及应急响应等功能,以适应台区内负荷的特性和波动需求。文件规定了台区低压侧分布式储能系统的规划配置技术要求,内容涵盖储能系统的选
北极星储能网获悉,5月22日消息,四川金时科技股份有限公司发布关于撤销退市风险警示及其他风险警示暨停复牌的公告,自2025年5月23日起被撤销退市风险警示及其他风险警示,股票简称由“*ST金时”变更为“金时科技”,证券代码仍为“002951”。公司股票交易价格的日涨跌幅限制由“5%”变更为“10%”。20
随着全球能源结构加速向清洁化转型,风力发电作为主力可再生能源之一,正面临更高效率、更低运维成本的严苛要求。在风力发电机组的核心控制环节——变桨系统中,传统铅酸电池、锂电池等储能设备因响应速度不足、低温性能衰减、维护成本高等问题,逐渐难以满足新型大功率风机的需求。四川金时科技股份有
北极星储能网获悉,5月16日,青海公司大柴旦100万千瓦风光储项目配套储能电站工程科翡储能电站在青海省海西蒙古族藏族自治州成功实现投产运行。该工程装机容量200兆瓦/800兆瓦时,包含集中式和高压直挂式磷酸铁锂电池、钠离子电池、半固态磷酸锂电池、钛酸锂电池、全钒液流、超级电容、磁悬浮真空飞轮
在近期举办的电池行业年度盛会“第十七届中国国际电池技术交流会(CIBF2025)”上,深圳市尊光固态电池有限公司展出全球能量密度最高的水系镍基安全电池。水系电池是指以水为电解液的二次电池。相较于有机物电解液电池,水系电池具有安全环保、易于回收利用和使用维护成本低等诸多优势,但其能量密度较
2025年5月15日,第十七届深圳国际电池技术交流会在此拉开帷幕,全球新能源领域的目光汇聚于此。在这场技术与理念碰撞的盛会上,四川金时科技股份有限公司(股票代码:002951.SZ)(以下简称“金时科技”)携子公司四川金时新能科技有限公司(以下简称“金时新能”)首次以新能源企业身份亮相(展位号14
5月9日,由西安热工院总承包的陕西省首个“超级电容+锂电池”混合储能火储联调项目在华能铜川照金煤电有限公司建成投运,为提升陕西电网运行稳定性提供了创新解决方案,标志着陕西省在火电灵活性改造与新型储能技术融合应用领域迈出了关键一步。作为西安热工院建设的第6套超级电容储能项目,本项目采用
2025年4月28日,国家发展改革委办公厅发布关于印发《绿色低碳先进技术示范项目清单(第二批)》的通知,欣旺达智慧能源公司研发的深圳百兆瓦级多能耦合虚拟电厂项目成功入围源头减碳方向示范项目,标志着公司在智慧能源领域的创新实力获得国家认可,也是我国能源绿色低碳转型道路上的一次积极创新。作
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!