基于分层架构的退役电池可重构均衡控制研究

利用退役电池构建储能系统,充分利用其剩余价值,是解决大量退役电池再利用的重要途径.然而,经过多次充放电影响,退役电池不一致性问题较新电池更为突出.在此背景下,首先,针对退役电池储能系统提出了分层式可重构均衡拓扑.其次,基于该拓扑提出了分层式均衡控制策略.考虑组内部和组间两个层次的均衡控制,组内以SOC和端电压为均衡变量,通过重构实现电池单体状态均衡,组间以SOC为均衡变量,通过重构保证全电池簇均衡.同时考虑多种运行工况:静置过程中通过自均衡提高电池组的均衡效率和可用容量,放电过程中通过拓扑结构变换维持输出电压稳定,充电过程中考虑能量损耗和充电速度合理优化充电电流,缩短充电时间,减少温升,延长电...

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Published in电力系统保护与控制 Vol. 52; no. 17; pp. 94 - 104
Main Authors 王猛, 王琦, 李增辉, 王庭华, 姚璐勤, 孙金磊
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 南京师范大学电气与自动化工程学院,江苏 南京 210046 01.09.2024
江苏省综合能源设备及集成国际联合实验室,江苏 南京 210046%国网江苏省电力有限公司经济技术研究院,江苏 南京 210009%南京理工大学自动化学院,江苏 南京 210018
Subjects
多工况
variable operating conditions
多级恒流充电
均衡控制策略
reconfigurable equilibrium
hierarchical topology
multi-stage constant current charging
balancing control strategy
分层式拓扑
voltage stability
可重构均衡
电压稳定
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ISSN1674-3415
DOI10.19783/j.cnki.pspc.231544

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Summary:利用退役电池构建储能系统,充分利用其剩余价值,是解决大量退役电池再利用的重要途径.然而,经过多次充放电影响,退役电池不一致性问题较新电池更为突出.在此背景下,首先,针对退役电池储能系统提出了分层式可重构均衡拓扑.其次,基于该拓扑提出了分层式均衡控制策略.考虑组内部和组间两个层次的均衡控制,组内以SOC和端电压为均衡变量,通过重构实现电池单体状态均衡,组间以SOC为均衡变量,通过重构保证全电池簇均衡.同时考虑多种运行工况:静置过程中通过自均衡提高电池组的均衡效率和可用容量,放电过程中通过拓扑结构变换维持输出电压稳定,充电过程中考虑能量损耗和充电速度合理优化充电电流,缩短充电时间,减少温升,延长电池使用寿命.最后,在Matlab中验证了所提拓扑与均衡策略在不同工况下的有效性.
ISSN:1674-3415
DOI:10.19783/j.cnki.pspc.231544