离网风力电池可再生能源系统
中锂离子电池的长期降解分析
关键词：锂离子电池；电化学和热老化模型；风电电池能量系统
摘要：
本文提出了一个通过电化学和热老化耦合模型计算锂离子电池使用寿命的数学框架。该模型考虑了实际风力电池电站运行条件的影响,包括充放电剖面和控制策略, 以预测电池随时间的退化。该模型与实验数据进行了1% 的估计, RRSME的电池端放电能力达到1.1%。此外,在高原充放电曲线区域预测电池电压的最大相对误差为1.3%。结果表明, 操作条件对电池库寿命有显著影响。通过对不同案例研究的分析, 预测了电池寿命的寿命4.6到11.6，范围很广。此外,该模型还表明,控制最大允许电池状态的充电设定值可提高电池库寿命达63%。因此,该模型是一个强大的决策支持工具,用于评估离网风力电池系统运行条件对电池寿命的影响。
1.说明
全球可再生能源系统的持续增长和扩展是由一些国家可再生能源技术价格的持续下跌和电力需求的上升所推动的。通过可再生能源在电力系统中的部署, 将增加电池存储的实施, 以在电力短缺期间提供备用能源。在自主离网系统中, 储能对于确保独立可再生能源系统的系统可靠性至关重要。虽然近年来电池存储行业有了许多进步,但这些系统通常依赖于铅酸电池。价格实惠,广泛的可用性和铅酸电池的成熟度使他们具有吸引力。然而,离网系统中铅酸电池的快速降解需要频繁更换,这导致了系统均衡的能源成本变得较高。
可变充电配置文件、部分循环、完全充电时间不足和低充电状态下运行是独立的可再生能源系统的特点。
铅酸基电池的主要应力因素。广泛的实验和建模方法表明,与铅酸电池相比,锂离子电池在可再生能源系统的实际运行条件下(可实现的循环寿命超过1000)。Diouf等人提到锂离子电池是基于可再生能源的设施中的终极储能技术。
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