[發(fā)明專利]液流電池模擬方法及模擬器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110207242.4
• 申請日: 2011-07-22
• 公開（公告）號: CN102290587A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸繼明;謝俊文;王丹;毛承雄;易楊;易長松
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: H01M8/04
• 分類號: H01M8/04
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及大容量儲能電池領(lǐng)域以及電力電子技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液流電池模擬方法及模擬器，用以模擬真實的液流電池的外特性。

背景技術(shù)

液流電池是新型的大容量儲能電池，其中使用比較廣泛的是全釩氧化液流電池。全釩液流電池具有蓄電容量大、能夠100％深度放電、壽命長等優(yōu)點，已進入商業(yè)應(yīng)用階段。開展全釩氧化液流電池系統(tǒng)特性研究，可以掌握全釩液流電池系統(tǒng)的配置原則、運行模式、集成評價和應(yīng)用條件等，為確保全釩液流電池高效、安全、可靠地應(yīng)用于可再生能源接入和削峰填谷提供有力的技術(shù)支撐。

目前對液流電池的研究尚處于起步階段，將液流電池的原型應(yīng)用于電力系統(tǒng)實驗的情況并不常見。這是因為液流電池的成本比較高、對其特性的研究還不夠成熟，在實際的電力系統(tǒng)的研究和實驗中如果采用真實的液流電池儲能設(shè)備，會產(chǎn)生較高的實驗、維護成本，并且受到安全、場地、環(huán)境等因素的影響。因此很有必要研發(fā)低成本、參數(shù)靈活可調(diào)、使用方便的液流電池模擬器，用以模擬真實的液流電池的工作特性，使之能夠廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)的實驗與研究中。

目前市面上尚沒有液流電池模擬器，而已經(jīng)研發(fā)出來的光伏電池模擬器一般是以不控整流電路和DC/DC變換器為拓?fù)潆娐?，能量無法雙向流動，故無法模擬液流電池的外特性，只能用于光伏電池的模擬。同時，大多數(shù)傳統(tǒng)電池的模擬器單純的模擬電池電壓和電池電流兩者之間的關(guān)系，很少有考慮到荷電狀態(tài)SOC對電池外特性的影響。根據(jù)已有的研究資料和文獻可知，液流電池的外特性主要與其電池電壓、電池電流和荷電狀態(tài)(SOC)有關(guān)系，在不同的電池電流和荷電狀態(tài)(SOC)下，電池電壓不同。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種液流電池模擬方法液流電池模擬器，能實現(xiàn)對真實的液流電池的外特性的模擬。

一種液流電池模擬方法，具體為：

(1)設(shè)置模擬器的荷電狀態(tài)SOC初始值和容量C；

(2)實時采集模擬器的直流電壓V_o，直流電流I_o，交流電流I_A、I_B、I_C和交流電壓V_A、V_B、V_C，并依據(jù)I_o和SOC計算直流電壓參考值V_ref，對I_A、I_B、I_C作dq解耦變換得到d軸電流i_d和q軸電流i_q，對V_A、V_B、V_C作dq解耦變換得到d軸電壓e_d和q軸電壓e_q；

(3)以V_ref為給定值，V_o為反饋量進行電壓外環(huán)反饋控制，輸出d軸電流指令值i_d^*，q軸電流指令值i_q^*設(shè)置為0；

(4)以i_d^*和i_q^*為給定值，i_d和i_q為反饋量進行電流內(nèi)環(huán)反饋控制，輸出電流內(nèi)環(huán)d軸分量E_d和q軸分量E_q；

(5)E_d、E_q、i_d、i_q、e_d和e_q經(jīng)過前饋解耦控制后得到d軸調(diào)制電壓V_d和q軸調(diào)制電壓V_q；

(6)采用V_d和V_q作為調(diào)制信號產(chǎn)生脈寬調(diào)制波PWM，以控制IGBT的開關(guān)狀態(tài)使得V_o等于V_ref；

(7)依據(jù)I_o、V_o和C更新荷電狀態(tài)SOC；

(8)重復(fù)(2)～(7)直到模擬結(jié)束。