以净效益最大为目标的储能电池参与二次调频的容量配置方法

2019年3月电工技术学报Vol.34 No. 5 第34卷第5期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Mar. 2019 DOI：10.19595/https://www.wendangku.net/doc/b02258741.html,ki.1000-6753.tces.L80372

以净效益最大为目标的储能电池参与

二次调频的容量配置方法

汤杰1李欣然1黄际元2徐飘1何聪1

（1. 湖南大学电气与信息工程学院长沙 410082

2. 国网湖南省电力有限公司长沙供电分公司长沙 410015）

摘要针对储能电源参与电网辅助调频问题，提出一种以净效益最大为目标的储能电池参与二次调频的容量配置方法。综合考虑实时电量、备用功率和环境效益，构建储能电池全寿命周期的成本-效益计算模型；进而建立以净效益最大为目标，以容量及功率为决策变量，综合考虑实时出力、调频需求约束和荷电状态（SOC）约束的储能电池优化配置模型；基于经验模态分解（EMD）原理，设计一种考虑常规机组爬坡率限制的储能参与二次调频的初始功率指令分配方法；并给出了利用遗传算法辅助求解该优化模型的容量配置方法流程。仿真结果表明，所提出的容量配置方法不仅可以得到能够较好地协调经济效益和调频效果的容量配置方案，同时可得到储能出力功率，该功率可作为储能电池的运行调度参考方案，提高了配置方法的工程实用性。

关键词：储能电池二次调频成本-效益容量配置优化模型

中图分类号：TM732

Capacity Allocation of BESS in Secondary Frequency Regulation with

the Goal of Maximum Net Benefit

Tang Jie1 Li Xinran1 Huang Jiyuan2 Xu Piao1 He Cong1

（1. College of Electrical and Information Engineering Hunan University Changsha 410082 China

2. State Grid Hunan Electric Power Corporation Limited Changsha Power Supply Company

Changsha 410015 China）

Abstract Energy storage power has brought some problems involved in the auxiliary frequency regulation, aiming at the problems, a capacity allocation method of BESS in secondary frequency regulation with the goal of maximum net benefit is proposed. Considering the real-time electricity, reserve power and environmental benefit, the cost-benefit calculation model of full life cycle of BESS is constructed. Then taking the maximum net benefit as the goal, the capacity and the power as the decision variables, and considering the real-time output, the frequency regulation demand constraint and the SOC boundary, the optimization configuration model of BESS is established; Based on the principle of empirical mode decomposition (EMD) and considering the limitation of ramp rate of conventional units, this paper designs an initial power instruction allocation method for BESS in secondary frequency regulation; Also this paper gives the flow chart of capacity allocation method assisted by genetic algorithm. The simulation results show that the proposed capacity allocation method can not only obtain the capacity allocation scheme that can coordinate the economic benefit and frequency regulation effect, but also obtain the energy storage output power. The output power can be used as a reference scheme of BESS, which improves the engineering

国家自然科学基金（51477043）、湖南省科技重大专项(2016GK1003)和国网湖南省电力有限公司科技项目（5216A1170002）资助。

收稿日期 2018-06-29 改稿日期 2018-09-09

山特UPS电池配置的计算方法及其使用和维护

山特UPS电池配置的计算方法及其使用和维护 长延时UPS电源电池配置的计算方法 对于使用者来说，怎样去配置长延时UPS电池容量是一个必须了解的问题，放电电流的大小与电池的实际容量关系颇大，蓄电池的放电时间定义为：当蓄电池以规定的放电电流进行恒流放电时，蓄电池的端电压下降到所允许的临界电压(终了电压)时所经过的时间。比如 12V24AH /20R Panasonic电池以0.4C放电时，可提供使用的效率(容量)为73.3％，可放电2小时，而以7C放电时，可提供使用的效率(容量)为4％，放电时间50秒。因此，要计算UPS电源的时间必须先计算出放电电流，再通过查验厂家提供的放电时间表计算出准确时间。 计算放电电流的公式是： 放电电流=UPS容量(VA) ×负载功率因数/(逆变器效率*UPS终止电压) 以山特10KVA为例： UPS容量：10KVA UPS输出功率因数：0.8 UPS终止电压：单只电池终了电压×UPS电池组电池个数 =10.5V×16只=168VDC 逆变器效率：0.85 注意：电池的能量并非都能直接提供给负载，它还包含了把电池能量转换为负载可使用的能量的转换效率，即逆变器效率。 放电电流=10000VA*0.8/(0.85*168)V=56A 查表 可查询不同AH的电池在同样放电电流下的使用时间，以求得自己所要求合适容量的电池，在这里提出一点，以上我们的计算都是认为UPS为满负载，对用户而言，重要的是了解在实际负载下UPS电源提供的实际使用时间，从经济和实用的角度而言，了解自己的负载数量，计算一个实际放电电流再查表方是正确做法。 蓄电池使用及维护 免维护电池所指的是电池的内环境无需维护，而不是说可以任意使用，因此，在以下几个方面应加以注意： 为了保证电池良好的工作状态，对于长期搁置不用的蓄电池必须每隔一定时间充电一次，以达到激活电池的目的，恢复电池原有的容量数。另外，特别应注意的是，对于运行于供电质量高、很少发生停电的UPS电源来说，也应每隔一定的周期(3个月)人为地中断交流电的输入，使电池放电至少在UPS电池组可提供时间的一半，再重新充电，这样会延长电池的使用寿命。 对于不同容量的电池，绝对不可以在同一组中串联混合使用，应特别注意的是，对于不同容量的电池，并联使用也是很不好的，这样会大大降低电池的使用寿命，很简单地说，不同容量的电池组并联使用时，由于放电电流的不同分配，放电速率则对于它们来说一定是不

精确计算电池剩余电量

精确计算电池剩余电量 关键字：电池剩余电量测量电流积分电压测量 在当今的高科技时代，移动电话、PDA、笔记本电脑、医疗设备以及测量仪器等便携式设备可谓随处可见。随着便携式应用越来越多的向多样化、专有化、个性化方面发展，有一点却始终未变，那就是所有的便携式设备均靠电池供电。 在对系统的剩余运行时间进行预测的时候，电池可以说是供电环节中最难理解的部分之一。随着便携式应用数量的不断增加，我们需要实现更多的关键性操作，例如利用移动电话进行账户管理、便携式数据记录器必须保留相应的功能以应对完全工作交接、医疗设备必须完整保存需要监控的关键数据等等。 本文将讨论尽可能精确计算剩余电池电量的重要性。令人遗憾的是，仅通过测量某些数据点甚至是电池电压无法达到上述目的。温度、放电速率以及电池老化等众多因素都会影响充电状态。本文将集中讨论一种专利技术，该技术能够帮助设计人员测量锂电池的充电状态以及剩余电量。 现有的电池电量监测方法 目前人们主要使用两种监测方法：一种方法以电流积分(current integration)为基础；而另一种则以电压测量为基础。前者依据一种稳健的思想，即如果对所有电池的充、放电流进行积分，就可以得出剩余电量的大小。当电池刚充好电并且已知是完全充电时，使用电流积分方法效果非常好。这种方法被成功地运用于当今众多的电池电量监测过程中。 但是该方法有其自身的弱点，特别是在电池长期不工作的使用模式下。如果电池在充电后几天都未使用，或者几个充、放电周期都没有充满电，那么由内部化学反应引起的自放电现象就会变得非常明显。目前尚无方法可以测量自放电，所以必须使用一个预定义的方程式对其进行校正。不同的电池模型有不同的自放电速度，这取决于充电状态(SOC)、温度以及电池的充放电循环历史等因素。创建自放电的精确模型需要花费相当长的时间进行数据搜集，即便这样仍不能保证结果的准确性。 该方法还存在另外一个问题，那就是只有在完全充电后立即完全放电，才能够更新总电量值。如果在电池寿命期内进行完全放电的次数很少，那么在电量监测计更新实际电量值以前，电池的真实容量可能已经开始大幅下降。这会导致监测计在这些周期内对可用电量做出过高估计。即使电池电量在给定温度和放电速度下进行了最新的更新，可用电量仍然会随放电速度以及温度的改变而发生变化。

太阳能电池方阵及蓄电池容量计算的一般方法

太阳能电池供电系统设计步骤 ⑴列出基本数据 ①确定所有负载功率及连续工作时间 ②确定地理位置：经、纬度及海拔高度 ③确定安装地点的气象资料： ★年（或月）太阳辐射总量或年（或月）平均日照时数 ★年平均气温和极端气温 ★最长连续阴雨天数 ★最大风速及冰雹等特殊气候资料 ⑵确定负载功耗：Q=ΣI2H 其中：I-负载电流，H-负载工作时间（小时） ⑶确定蓄电池容量：C = Q X d X 1.3 式中：d-连续阴雨天数 C-蓄电池标称容量（10小时放电率） C = （10～20）3Cr /（1-d） ⑷确定方阵倾角：推荐方阵的倾角与纬度的关系 ⑸计算方阵β倾角下的辐射量： Sβ= S3sin(α+β)/sinα 式中：Sβ—β倾角方阵太阳直接辐射分量 α—中午时太阳高度角 S 其它：α=90°-Φ±δ 式中：Φ—纬度 δ—太阳赤纬度（北半球取+号）地面即：α=90°-Φ+δ δ=23.45°sin[(284+n)3360/365] 式中：n—从一年开头算起第n天的纬度 那么 Rβ=S3sin(α+β)/sinα+D 式中 Rβ—β角方阵面上的太阳总辐射量 D—散射辐射量（查阅气象资料） ⑹计算方阵电流： Tm = (Rβ3mwH/cm2)/(100mw/cm2) 式中：Tm—为平均峰值日照时数 Imin = Q/(Tm3η13η2) 式中：Imin—方阵最小输出电流η1—蓄电池充电效率 η2—方阵表面灰尘遮散损失 Imax = Q/(Tmin3η13η2) ⑺确定方阵电压： V = Vf+Vd 式中：Vf—蓄电池浮充电压（25‵）Vd—线路电压损耗 ⑻确定方阵功率： F=Im3V/(1-α(Tmax-25)) 式中：α—一般取α=0.5% Tmax—太阳电池最高工作温度 ⑼根据蓄电池容量、充电电压、环境极限温度、太阳电池方阵电压及功率要求，选取适

蓄电池容量计算方法

蓄电池容量计算部分 1、常用的蓄电池容量计算方法 （1）容量换算法（电压控制法） 按事故状态下直流负荷消耗的安时值计算容量，并按事故放电末期或其他不利条件下校验直流母线电压水平。 （2）电流换算法（阶梯负荷法） 按事故状态下直流的负荷电流和放电时间来计算容量。该方法相对于电压控制法，考虑了大电流放电后负荷减小的情况下，电池具有恢复容量的特性，该算法不需在对电池容量进行电压校验。 2、采用容量换算法计算容量 2.1 按持续放电负荷计算蓄电池容量，取电压系数Ku=0.885，则计算的单个电池的放电终止电压为： V （4-1） 蓄电池的计算容量： （4-2） 式中Cc—事故放电容量； Kcc—蓄电池容量系数； Krel—可靠系数，一般取1.40 对于阶梯型负荷，可采用分段计算法计算。以东直门车站为例，各阶段负荷分布如下图所示： 图中： I1=325.27A I2=293.45A I3=46.36A I4=13.64A m1=0.5h m2=0.5h m3=1h m4=2h 80 .1 108 220 885 .0 = ? = Ud cc s rel c K C K C=

在4个不同阶段，任意一个时期的放电容量为： （4-3） 总的负荷容量为： （4-4） 在计算分段ta 内，所需要的蓄电池容量计算值为： （4-5） 其中,容量系数Kcca 按计算分段的时间ta 决定。 通过查图 (GF 型蓄电池放电容量与放电时间的关系曲线)，对应于事故时间4小时和放电终止电压1.80V ，得出容量系数 Kcc=0.77。 分别计算n 个分段的蓄电池计算容量，然后按照其中最大者选择蓄电池，则蓄电池的容量为： (4-6) 2.2 放电电压水平的校验 (1)持续放电电压水平的校验。事故放电末期，电压将降到最低，校验是否符合要求的方法如下： 事故放电期间蓄电池的放电系数 (4-7) 式中，Cs —事故放电容量（Ah ），t —事故放电时间 通过计算出来的K 值和对应的事故放电时间，可以通过蓄电池的冲击放电曲线，求出单只电池的电压，再乘以蓄电池只数，得到蓄电池整组电压，该电压值应大于198V 。 (2)冲击放电电压水平的校验。 冲击放电过程中，放电时间极短，放电电流较大。尽管消耗电量较少，但对电压影响较大。所以，按持续放电算出蓄电池容量后，还应校验事故放电初期、末期及其他放电阶段中，在可能的大冲击放电电流作用下蓄电池组的电压水平。 mi i mi t I C =n a a i mi sa C C ...2,11 |==∑=n a Kcca KrelCsa Cca ...2,1|== Cca n a Cc max 1 =≥10 tC KrelCs K =

300KW储能系统初步设计方案及配置

中山铨镁能源科技有限公司 储能系统项目 初 步 设 计 方 案 20１7年０６月

目录 1 项目概述?错误!未定义书签。 2项目方案?错误!未定义书签。 2.１智能光伏储能并网电站................................................................... 错误!未定义书签。 3．２储能系统?错误!未定义书签。 3.2.１磷酸铁锂电池............................................................................... 错误!未定义书签。 3．2．2电池管理系统(BMS）................................................................ 错误!未定义书签。 3.2．３储能变流器(PCS）?错误!未定义书签。 3．2.4 隔离变压器?错误!未定义书签。 3.3能量管理监控系统............................................................................ 错误!未定义书签。 ３.３.1微电网能量管理........................................................................ 错误!未定义书签。 3.3．２系统硬件结构............................................................................. 错误!未定义书签。 3.３.3系统软件结构?错误!未定义书签。 3.3.4系统应用功能................................................................................ 错误!未定义书签。

储能系统方案设计doc资料

储能系统方案设计

商用300KW储能方案 技术要求及参数 电倍率0.5C; 储能系统配置容量：300kWh。 电池系统方案 术语定义 池采集均衡单元：管理一定数量串联电池模块单元，进行电压和温度的采集，对本单元电池模块进行均衡管理。在本方案中管计60支的电池。电池簇管理单元：管理一个串联回路中的全部电池采集均衡单元，同时检测本组电池的电流，在必要时采取本方案中管理17台电池采集均衡单元。电池阵列管理单元：管理PCS下辖全部电池簇管理单元，同时与PCS和后台监控系统池组状态请求PCS调整充放电功率。在本方案中管理2个并联的电池簇。 池模块：由10支5并2串的单体电池组成。 1 电池成组示意图 电池系统集成设计方案 .1电池系统构成 照系统配置300kWh储存能量的技术需求，本储能系统项目方案共使用1台150kW的PCS。储能单元由一台PCS和2个电池簇组台电池阵列管理单元设备。每个电池簇由一台电池簇管理设备和17 个电池组组成。

.2 电池系统计算书项目单体电池模块电池组电池簇电池阵列 体电池数目 1 10 60 1020 2040 称电压(V) 3.2 6.4 38.4 652.8 652.8 量(Ah) 55 275 275 275 -- 定能量(kWh) 0.176 1.76 10.56 179.52 359.04 低工作电压(V) 2.5 5 30 510 510 高充电电压(V) 3.6 7.2 43.2 734.4 734.4 统配置裕量 (359.04kWh -300 kWh)/300 kWh =19.68% 于以上各项分析设计，300kWh 电池系统计算如下。 .3电池柜设计方案 池机柜内部主要安装电池箱和BMS主控管理系统、配套电线电缆、高低压电气保护部件等。机柜采用分组分层设计，机柜外观柜采用免维护技术、模数化组合的装配式结构，保证柜体结构具有良好的机械强度，整体结构能最大程度地满足整个系统的可。其中，三个电池架组成的示意图如图3所示，尺寸为3600mm×700mm×2300mm。

光伏电站蓄电池容量的计算方法

光伏电站蓄电池容量的计算方法 在确定蓄电池容量时，并不是容量越大越好，一般以20%为限。因为在日照不足时，蓄电池组可能维持在部分充电状态，这种欠充电状态导致电池硫酸化增加，容量降低，寿命缩短。不合理地加大蓄电池容量，加大蓄电池容量，将增加光伏系统的成本。 在独立光伏发电系统中，对蓄电池的要求主要与当地气候和使用方式有关，因此各有不同。例如，标称容量有5h 率、24h 率、72h 率、100h 率、240h 率以及720h 率。每天的放电深度也不相同，南美的秘鲁用于“阳光计划”的蓄电池要求每天40%～50%的中等深度放电，而我国“光明工程”项目有的户用系统使用的电池只进行20%～30%左右的放电深度，日本用于航标灯的蓄电池则为小电流长时间放电。蓄电池又可分为浅循环和深循环两种类型。因此选择太阳能用蓄电池应既要经济又要可靠，不仅要防止在长期阴雨天气时导致电池的储存容量不够，达不到使用目的；又要防止电池容量选择过小，不利于正常供电，并影响其循环使用寿命，从而也限制了光伏发电系统的使用寿命；又要避免容量过大，增加成本，造成浪费。确定蓄电池容量的公式为: a K U L P F D C ????=0 C －蓄电池容量，kW ·h （Ah ）；D －最长无日期间用电时数，h ；F —蓄电池放电效率的修正系数，（通常取1.05）；PO －平均负荷容量，kW ；Ｌ为蓄电池的维修保养率，（通常取0.8）；U 为蓄电池的放电深度（通常取0.5）；Ｋα为包括逆变器等交流回路的损耗率（通常取0.7～0.8）。上式可简化为： C ＝3.75× D ×P0 这是根据平均负荷容量和最长连续无日照时的用电时数算出的蓄电池容量的简便公式。由于蓄电池容量一般以安时数表示，故蓄电池容量应该为： V Wh C Ah C )(1000)(?=' H I Ah C ?=')( C '为蓄电池容量，A ·ｈ；V 为光伏系统的电压等级（系统电压），通常为12V 、24V 、48V 、110V 或220V 。 例如，按宁波太阳能电源有限公司提供的晶体电池组件，对浙江南都电源动力股份有限公司的阀控式密封铅酸蓄电池进行选型。基本要求为：可为400W 的负载连续5天阴雨天的

计算电池剩余容量的常用方法

计算电池剩余容量的常用方法 阅读次数:105 我要发表评论 作者:optimumchina发表时间:2010-10-13 本文将讨论尽可能精确计算剩余电池电量的重要性。令人遗憾的是，仅通过测量某些数据点甚至是电池电压无法达到上述目的。温度、放电速率以及电池老化等众多因素都会影响充电状态。本文将集中讨论一种专利技术，该技术能够帮助设计人员测量锂电池的充电状态以及剩余电量。现有的电池电量监测方法 目前人们主要使用两种监测方法：一种方法以电流积分(current integration)为基础；而另一种则以电压测量为基础。前者依据一种稳健的思想，即如果对所有电池的充、放电流进行积分，就可以得出剩余电量的大小。当电池刚充好电并且已知是完全充电时，使用电流积分方法效果非常好。这种方法被成功地运用于当今众多的电池电量监测过程中。 但是该方法有其自身的弱点，特别是在电池长期不工作的使用模式下。如果电池在充电后几天都未使用，或者几个充、放电周期都没有充满电，那么由内部化学反应引起的自放电现象就会变得非常明显。目前尚无方法可以测量自放电，所以必须使用一个预定义的方程式对其进行校正。不同的电池模型有不同的自放电速度，这取决于充电状态(SOC)、温度以及电池的充放电循环历史等因素。创建自放电的精确模型需要花费相当长的时间进行数据搜集，即便这样仍不能保证结果的准确性。 该方法还存在另外一个问题，那就是只有在完全充电后立即完全放电，才能够更新总电量值。如果在电池寿命期内进行完全放电的次数很少，那么在电量监测计更新实际电量值以前，电池的真实容量可能已经开始大幅下降。这会导致监测计在这些周期内对可用电量做出过高估计。即使电池电量在给定温度和放电速度下进行了最新的更新，可用电量仍然会随放电速度以及温度的改变而发生变化。 以电压为基础的方法属于最早应用的方法之一，它仅需测量电池两级间的电压。该方法基于电池电压和剩余电量之间存在的某种已知关系。它看似直接，但却存在难点：在测量期间，只有在不施加任何负载的情况下，才存在这种电池电压与电量之间的简单关联。当施加负载时(这种情况发生在用户对电量感兴趣的多数情况下)，电池电压就会因为电池内部阻抗所引起的压降而产生失真。此外，即使去掉了负载，发生在电池内部的张持过程(relaxation processe)也会在数小时内造成电压的连续变化。由于多种原因的存在，基于电池阻抗知识的压降校正方法仍存在问题，本

户用储能系统中的电池的配置

户用储能系统中的电池如何配置 一、电池类型的选择 随着电池技术发展和成本的快速下降，目前在户用储能项目中，锂电池已成为主流选择，新增化学电池市场占有率达95%以上。 【解读】相比铅酸电池，锂电池具有效率高、循环寿命长、电池数据精确，一致性高等优势。 二、电池容量设计常见四大误区 1、只根据负载功率和用电量选择电池容量 电池容量设计中，负载情况是最重要的参考因素。但电池充放电能力、储能机的最大功率、负载的用电时段等同样不容忽视。 2、电池的理论容量和实际容量

通常，电池手册上面标注的是电池的理论容量，也就是在理想状态下，电池从SOC100%到SOC0%时电池能够释放的最大电量。 而在实际的应用中，考虑到电池寿命，不允许放电到SOC0%，会设置保护电量。 3、电池容量选择越大越好 在实际应用中，要考虑电池使用率。如果光伏系统容量较小，或负载用电量较大，电池无法充满即造成浪费。 4、电池容量设计完美契合 由于过程损耗的原因，电池放电量小于电池存电量，负载耗电量小于电池放电量。忽视效率损耗很可能造成电池供电不足的现象。

三、不同应用场景下的电池容量设计 本文主要介绍三种常见应用场景下的电池容量设计思路：自发自用（电费较高或没有补贴）、峰谷电价、备用电源（电网不稳定或有重要负载）。 1、“自发自用” 由于电价较高或者光伏并网补贴较低（无补贴），安装光伏储能系统以降低电费支出。 ·假设电网稳定，不考虑离网运行 ·光伏只是为了降低电网用电量 ·一般白天光照比较充足 最理想状态是，光伏+储能系统能够完全覆盖家庭用电。但是这种情况很难实现。所以我们综合考虑投入成本和用电情况，可以选择根据家庭平均日用电量（kWh）来选择电池的容量（默认光伏系统能量充足）。设计逻辑如下：

电池容量的计算

电池,充电器技术学习交流,求助-> 锂电池容量计算的电压法 一.首先几个概念解释: 1.OCV:open circuit voltage的缩写,开路电压. 2.锂离子电池:本篇讨论的是目前手机上普遍采用的以4.2V恒压限制充电的单节锂离子电池. 3.mAh:电池容量的计量单位,实际就是电池中可以释放为外部使用的电子的总数. 折合物理上的标准的单位就是大家熟悉的库仑. 库仑的国际标准单位为电流乘于时间的安培秒. 1mAh=0.001安培*3600秒=3.6安培秒=3.6库仑 mAh不是标准单位,但是这个单位可以很方便的用于计量和计算. 比如一颗900mAh的电池可以提供300mA恒流的持续3小时的供电能力. 4.fuel gauging:电量计量,原意是油量计量,后在电化学上被引用为电量计量的意思. 最科学的并且是最原始的电池的电量计量方法是对流经的电子流量的统计.即库仑计(coulomb count). ★要想获得锂离子电池的电量使用的正确情况,只有用库仑计.就象大家家里面的水量计量用的水表的作用原理.要计算流经的电荷的多少才能获得锂离子电池的电量使用情况. 二.电压与容量的关系 但是锂离子电池有一个对电量计量很有用的特性,就是在放电的时候,电池电压随电量的流逝会逐渐降低,并且有相当大的斜率.这就提供给我们另外一种近似的电量计量途径.取电池电压的方法.就好像测量水箱里面的水面高度可以大概估计剩余的水量这个道理一样.但是实际上电池的电压比水箱里面的平静的水面高度测量要复杂的多. 用电压来估计电池的剩余容量有以下几个不稳定性: 1.同一个电池,在同等剩余容量的情况下,电压值因放电电流的大小而变化. 放电电流越大,电压越低.在没有电流的情况下,电压最高. 2.环境温度对电池电压的影响, 温度越低,同等容量电池电压越低. 3.循环对电池放电平台的影响, 随着循环的进行,锂离子电池的放电平台趋于恶化.放电平台降低.所以相同电压所代表的容量也相应变化了. 4.不同厂家,不同容量的锂离子电池,其放电的平台略有差异. 5.不同类型的电极材料的锂离子电池,放电平台有较大差异.钴锂和锰锂的放电平台就完全不同. 以上这些都会造成电压的波动和电压的差异,使电池的容量显示变的不稳定 ★★一台手机上用电压计量电池容量时,因为手机不可能一直处于小电流的待机状态.暂时的大电流的损耗,比如开背光,放铃声,特别是通过,都会造成电池电压很快降低.此时手机显示的容量要降低得比实际容量降低更多.而当大电流撤掉以后,电池的电压会回升.这就会造成手机容量显示反而上升这种不合理的现象. 三.电池电压对电池容量的表格 说了这么多,下面给出一个标准的电压对电池剩余容量的表格(左侧) 以及大电流恒流放电是电池电压对容量的表格(右侧) 标准条件描述: 1.室温 2.新的电池 3.完全充饱以后进行GSM模拟放电 4.测量电池电压时,关断放电回路,测量电池开路电压.排除放电电流对电压的影响. 5.选用钴锂的电池,因为目前手机上大多选用的是钴锂.锰锂很少. 大电流恒流放电条件描述:

风光储能系统容量配比等关键技术研究

一、风光储能系统的智能能量管理控制技术研究 风光互补储能系统，就是按照一定的配置关系，将风力机和光伏组件和蓄电池进行组合，综合考虑系统配置的性能和储能成本，得出最佳的系统配置。在风光储能系统的容量配比中，需要从所在地区自然资源条件、负载情况以及综合成本几个方面考虑，以下是基本的配置原则： 1）在用电负荷相同时，由于太阳能电池板的费用较高。为降低系统投资，在保证用电安全和自然资源条件允许时，应尽量降低太阳能在发电系统 中的能源比率； 2）水平轴风机的启动风速高、需较高风速才能发电、能量转化效率低；垂直轴风机在较低的风速时即可发电。在同样的用电需求时，所用水平轴 风机功率一般要大于垂直轴风机，导致水平轴风机费用较高；但对于同 样功率的风力发电机，垂直轴风机费用高于水平轴风机，但其体积、重 量和所需运行空间均小于水平轴风机，且具有运行稳定、噪音低、无对 风要求等优点； 3）储能系统中，蓄电池的费用较高且寿命较短（一般5～10年），设计时应认真分析所在区域的资源条件和用电设备情况，合理地确定储能时间， 以减少蓄电池用量、降低系统投资； 虽然风能的成本低于风光互补，但风光互补系统利用了两种自然资源，能较好地避免蓄电池过放电，延长电池寿命，虽一次性投资稍高，但供电的安全性、稳定性高于风能系统。 风光互补储能系统主要由风力发电机组、太阳能光伏电池组、智能能量控制与管理、电池管理与蓄电池、安全控制与远程维护、逆变器、交流直流负载等部分组成。

(1)风力发电部分是利用风力机将风能转换为机械能，通过风力发电机将机械能转换为电能，再通过控制器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电； (2)光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对蓄电池充电，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电； 智能能量控制管理部分是保证电源系统正常运行的重要核心设备。一方面根据日照强度、风力大小以及瞬态储能系统和储能电池组的状态，实时调整暂态储能设备和储能电池组之间的能量分配，达到对风光发电不确定性的平滑和储能能量匹配；另一方面实时监控负载的变化，不断对蓄电池组的工作状态进行切换和调节：或者把调整后的电能直接送往直流或交流负载，或者把多余的电能送往蓄电池组存储。发电量不能满足负载需要时，控制器把蓄电池的电能送往负载，保证了整个系统工作的连续性和稳定性； (3)储能电池组部分由多块蓄电池组成，在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。它将风力发电系统和光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时使用。 (4)逆变系统由几台逆变器组成，把蓄电池中的直流电变成标准的220V交流电，保证交流电负载设备的正常使用。同时还具有自动稳压功能，可改善风光互补发电系统的供电质量。

户用储能系统中的电池的配置

户用储能系统中的电池如何配置 一. 电池类型的选择 随着电池技术发展和成本的快速下降z 目前在户用储能项目中z 锂电池已 成为主流选择,新增化学电池市场占有率达95%以上。 【解读】相比铅酸电池，锂电池具有效率高、循环寿命长、电池数据精 确,—致性高等优势。 二. 电池容量设计常见四大误因 1. 只根据负载功率和用电量选择电池容量 电池容量设计中，负载情况是最重要的参考因素。但电池充放电能力、储 能机的最大功率、负载的用电时段等同样不容忽视。 2、电池的理论容量和实际容量 液潦电述 2000-2017年全球化学储能技术分布 铅酸电池 2017年全球新増化学储能技术分布

通常,电池手册上面标汪的是电池的理论容量z也就是在理想状态下,电池从SOC100%到SOCO%时电池能够释放的最大电量。 而在实际的应用中,考虑到电池寿命,不允许放电到SOCO% ,会设置保 护电量。 SOC保护 电池保护电量 3. 电池容量选择越大趣好 在实际应用中，要考虑电池使用率。如果光伏系统容量较小,或负载用电量较大,电池无法充满即造成浪费。 4. 电池容量设计完美契合 由于过程损耗的原因,电池放电量小于电池存电量,负载耗电量小于电池放电量。忽视效率损耗很可能造成电池供电不足的现氨

纟E 件功率充电：电迪充电效率 -T — 电迪供负载：电迪放电效率岌逆变效率孩负裁端效率 u E.不同应用场景下的电池容量设讯 本文主要介绍三种常见应用场景下的电池容量设计思路：自发自用（电费 较高或没有补贴）、峰谷电价、备用电源（电网不稳定或有重要负载）。 1. "自发自用" 由于电价较高或者光伏并网补贴较低（无补贴）,安装光伏储能系统以降 低电费支出。 ?假设电网稳定,不考虑离网运行 ?光伏只是为了降低电网用电量 ?—般白天光照比较充足 最理想状态是,光伏+储能系统能够完全覆盖家庭用电。但是这种情况很 难实现。所以我们综合考虑投入成本和用电情况，可以选择根据家庭平均日用 电量（kWh ）来选择电池的容量（默认光伏系统能量充足）。设计逻辑如下: 电网 负载 组件 逆变 匚 匚 电池

UPS容量和蓄电池容量计算方法

UPS容量和蓄电池容量计算方法 UPS容量和蓄电池容量计算方法 蓄电池的放电时间定义为：当蓄电池以规定的放电电流进行恒流放电时，蓄电池的端电压下降到所允许的临界电压(终了电压)时所经过的时间。 UPS容量计算 P入=P出／(COSφ×ц) COSφ----功率因数（一般取0.8） P出-------额定输出功率(KVA) (注：计算时负载多为W) P入-------输入功率（KVA）（UPS容量） ц--------保险系数（一般取0.8） UPS蓄电池容量计算 电池放电电流计算： I=(S×COSφ)／(n×V×ц逆) S----------UPS额定输出容量(或实际或预期负载)（VA） ц逆-------逆变器效率（一般取0.8～0.85） n----------蓄电池只数 V---------蓄电池放电终止电压（2V电池对应1.8V；12V电池对应10.8V）COSφ---- UPS (或负载)功率因数(1～20 kVA为0.7，20～120 kVA为0.8) 艾默生UH31系列（10-20KVA）UPS电池电压240VDC（2组）20节（2组） 艾默生UL33系列（20-60KVA）UPS电池电压360VDC 12V电池30节 蓄电池容量计算 1、普通蓄电池计算（与华为计算方法相同） Q：蓄电池容量（Ah）； K：安全系数； I：负荷电流（A）； T：放电小时数（h）； η：放电容量系数； t：实际电池所在地的最低环境温度数值，有采暖设备时，按15℃考虑；无采暖设备时，按5℃考虑； α：电池温度系数，电解液温度以25℃为标准时，放电小时率≥10时，取0.006；10＞放电小时率≥1时，取0.008；＜1时，取0.01 以上公式可以简化成：

蓄电池容量计算方法之令狐文艳创作

蓄电池容量计算部分 令狐文艳 1、常用的蓄电池容量计算方法 （1）容量换算法（电压控制法） 按事故状态下直流负荷消耗的安时值计算容量，并按事故放电末期或其他不利条件下校验直流母线电压水平。 （2）电流换算法（阶梯负荷法） 按事故状态下直流的负荷电流和放电时间来计算容量。该方法相对于电压控制法，考虑了大电流放电后负荷减小的情况下，电池具有恢复容量的特性，该算法不需在对电池容量进行电压校验。 2、采用容量换算法计算容量 2.1 按持续放电负荷计算蓄电池容量，取电压系数Ku=0.885，则计算的单个电池的放电终止电压为： V （4-1） 蓄电池的计算容量： （4-2） 式中 Cc —事故放电容量； Kcc —蓄电池容量系数； Krel —可靠系数，一般取1.40 80.1108 220885.0=?=Ud cc s rel c K C K C =

I1=325.27A I2=293.45A I3=46.36A I4=13.64A m1=0.5h m2=0.5h m3=1h m4=2h 在4个不同阶段，任意一个时期的放电容量为： （4-3） 总的负荷容量为： （4-4） 在计算分段ta 内，所需要的蓄电池容量计算值为： （4-5） 其中,容量系数Kcca 按计算分段的时间ta 决定。 通过查图 (GF 型蓄电池放电容量与放电时间的关系曲线)，对应于事故时间4小时和放电终止电压1.80V ，得出容量系数 Kcc=0.77。 分别计算n 个分段的蓄电池计算容量，然后按照其中最大者 mi i mi t I C =n

选择蓄电池，则蓄电池的容量为： (4-6) 2.2 放电电压水平的校验 (1)持续放电电压水平的校验。事故放电末期，电压将降到最低，校验是否符合要求的方法如下： 事故放电期间蓄电池的放电系数 (4-7) 式中，Cs —事故放电容量（Ah ），t —事故放电时间 通过计算出来的K 值和对应的事故放电时间，可以通过蓄电池的冲击放电曲线，求出单只电池的电压，再乘以蓄电池只数，得到蓄电池整组电压，该电压值应大于198V 。 (2)冲击放电电压水平的校验。 冲击放电过程中，放电时间极短，放电电流较大。尽管消耗电量较少，但对电压影响较大。所以，按持续放电算出蓄电池容量后，还应校验事故放电初期、末期及其他放电阶段中，在可能的大冲击放电电流作用下蓄电池组的电压水平。 ①事故放电初期，电压水平的校验 事故放电初期的冲击系数为 (4-8) 式中，Krel —可靠性系数，一般取１.1 I ch0—事故放电初期的放电电流，(A) 10 tC KrelCs K

以净效益最大为目标的储能电池参与二次调频的容量配置方法

2019年3月电工技术学报Vol.34 No. 5 第34卷第5期TRANSACTIONS OF CHINA ELECTROTECHNICAL SOCIETY Mar. 2019 DOI：10.19595/https://www.wendangku.net/doc/b02258741.html,ki.1000-6753.tces.L80372 以净效益最大为目标的储能电池参与 二次调频的容量配置方法 汤杰1李欣然1黄际元2徐飘1何聪1 （1. 湖南大学电气与信息工程学院长沙 410082 2. 国网湖南省电力有限公司长沙供电分公司长沙 410015） 摘要针对储能电源参与电网辅助调频问题，提出一种以净效益最大为目标的储能电池参与二次调频的容量配置方法。综合考虑实时电量、备用功率和环境效益，构建储能电池全寿命周期的成本-效益计算模型；进而建立以净效益最大为目标，以容量及功率为决策变量，综合考虑实时出力、调频需求约束和荷电状态（SOC）约束的储能电池优化配置模型；基于经验模态分解（EMD）原理，设计一种考虑常规机组爬坡率限制的储能参与二次调频的初始功率指令分配方法；并给出了利用遗传算法辅助求解该优化模型的容量配置方法流程。仿真结果表明，所提出的容量配置方法不仅可以得到能够较好地协调经济效益和调频效果的容量配置方案，同时可得到储能出力功率，该功率可作为储能电池的运行调度参考方案，提高了配置方法的工程实用性。 关键词：储能电池二次调频成本-效益容量配置优化模型 中图分类号：TM732 Capacity Allocation of BESS in Secondary Frequency Regulation with the Goal of Maximum Net Benefit Tang Jie1 Li Xinran1 Huang Jiyuan2 Xu Piao1 He Cong1 （1. College of Electrical and Information Engineering Hunan University Changsha 410082 China 2. State Grid Hunan Electric Power Corporation Limited Changsha Power Supply Company Changsha 410015 China） Abstract Energy storage power has brought some problems involved in the auxiliary frequency regulation, aiming at the problems, a capacity allocation method of BESS in secondary frequency regulation with the goal of maximum net benefit is proposed. Considering the real-time electricity, reserve power and environmental benefit, the cost-benefit calculation model of full life cycle of BESS is constructed. Then taking the maximum net benefit as the goal, the capacity and the power as the decision variables, and considering the real-time output, the frequency regulation demand constraint and the SOC boundary, the optimization configuration model of BESS is established; Based on the principle of empirical mode decomposition (EMD) and considering the limitation of ramp rate of conventional units, this paper designs an initial power instruction allocation method for BESS in secondary frequency regulation; Also this paper gives the flow chart of capacity allocation method assisted by genetic algorithm. The simulation results show that the proposed capacity allocation method can not only obtain the capacity allocation scheme that can coordinate the economic benefit and frequency regulation effect, but also obtain the energy storage output power. The output power can be used as a reference scheme of BESS, which improves the engineering 国家自然科学基金（51477043）、湖南省科技重大专项(2016GK1003)和国网湖南省电力有限公司科技项目（5216A1170002）资助。 收稿日期 2018-06-29 改稿日期 2018-09-09

电池理论电容量的计算

文献上说该材料的理论电容量是多少mA h/g 下面给出理论计算方法： 1mol正极材料Li离子完全脱嵌时转移的电量为96500C（96500C/mol是法拉第常数） 由单位知mAh/g指每克电极材料理论上放出的电量：1mA?h＝1×（10**－3）安培×3600秒＝3.6C 以磷酸锂铁电池LiFePO4为例： LiFePO4的分子量是157.756g/mol, 所以他的理论电容量是 96500/157.756/3.6=170 mA h/g 关于法拉第常数 法拉第常数（F）是近代科学研究中重要的物理常数，代表每摩尔电子所携带的电荷，单位C/mol，它是阿伏伽德罗数 NA=6.02214?1023mol‐1与元电荷e=1.602176?10‐19 C的积。尤其在确定一个物质带有多少离子或者电子时这个常数非常重要。法拉第常数以麦可?法拉第命名，法拉第的研究工作对这个常数的确定有决定性的意义。 一般认为此值是96485.3383±0.0083C/mol，此值是由美国国家标准局所依据的电解实验得到的，也被认为最具有权威性。 最早法拉第常数是在推导阿伏伽德罗数时通过测量电镀时的电流强度和电镀沉积下来的银的量计算出来的。 在物理学和化学，尤其在电化学中法拉第常数是一个重要的常数。它是一个基本常数，其值只随其单位变化。在电解、电镀、燃料电池和电池等涉及到物质与它们的电荷的工艺中法拉第常数都是一个非常重要的常数。因此它也是一个非常重要的技术常数。 在计算每摩尔物质的能量变化时也需要法拉第常数，一个例子是计算一摩尔电子在电压变化时获得或者释放出的能量。在实际应用中法拉第常数用来计算一般的反应系数，比如将电压演算为自由能。

UPS电池容量计算

在用户和厂商的交流中,常常提到这样的情况:根据UPS的输出容量和所要求的后备时间,需快速、粗略地给出相关电池的配置。此时可用UPS电池容量的简便计算方法迅速做出。 1、对于109Ah?块/kVA设计寿命10年的UPS电池容量的算法 使用时按下列公式计算: 所需电池容量(Ah)= UPS容量（KVA）×109（Ah.块）/KVA/每组电池块数 例如:一台120kVA的UPS,每组电池32块,要求后备时间60min(即1h)。则所需电池容量为 120kVA×109Ah?块/kVA=13080Ah?块,13080Ah?块/32块=409(Ah),即可选12V,100Ah电池4组(32块/组)。注意:实际后备时间不足60min(欠缺一点)。 如果每组33块,则13080/33=396Ah,同样可选12V、100Ah电池4组(33块/组)。注意:实际后备时间超过60min(超出一点)。 如果要求后备时间为30min,则109×120=13080Ah?块,13080/32=409Ah,409/2=205Ah。由于电池的放电功率与放电时间不是线性的,即不能只简单除以2,还需乘以修正系数,见表1,因此205×1.23=252Ah。即可选12V、65Ah电池4组(32块/组)。注意:实际后备时间超过30min(超出一点)。 如果要求后备时间20min,则409/3=136Ah,还需乘以修正系数,见表1,136×1.41=192Ah,即可选12V、65Ah电池3组(32块/组)。注意:实际后备时间超过20min(超出一点)。 其它情况,以此类推。 2、对于126Ah?块/kVA设计寿命五年的UPS电池容量的算法 计算方法和需乘以修正系数与前述完全一样,只是要把上式中的109换成126。 如果计算时间是一小时以上,要在按上述计算后再除以一个修正系数,见表2。

电池电量计的原理与计算

[推荐]电池电量计的原理与计算 充电电池容量估算方法 在多数便携应用中，都需要随时了解电池剩余容量以估算电池使用时间。 图1 简化的电池电量计框图 最早应用的方法是通过监视电池开路电压来获得剩余容量。这是因为电池端电压和剩余容量之间有一个确定的关系，测量电池端电压即可估算其剩余容量。这种方法的局限是：1）对于不同厂商生产的电池，其开路电压与容量之间的关系各不相同。2）只有通过测量电池空载时的开路电压才能获得相对准确的结果，但是大多数应用都需要在运行中了解电池的剩余容量，此时负载电流在内阻上产生的压降将会影响开路电压测量精度。而电池内阻的离散性很大，且随着电池老化这种离散性将变得更大，因此要补偿该压降带来的误差将十分困难。综上所述，通过开路电压来实时估算电池剩余容量的方法在实际应用中无法达到足够的精度，只能提供一个大致的参考值。 另一种大量应用的方法是通过测量流入/流出电池的净电荷来估算电池剩余容量。这种方法对流入/流出电池的总电流进行积分，得到的净电荷数即为剩余容量。电池容量可以预置，也可在后续的完整充电周期中进行学习。在补偿电池自放电、不同温度下的容量变化等因素后，这种方法可以获得令人满意的精度，因此广泛运用于笔记本电脑等高端应用中。 电池电量计工作原理 电池电量计对流入/流出电池的总电流持续进行积分，并将积分得到的净电荷数作为剩余容量。 简化的电池电量计如图1所示。其中，R SNS为mΩ级检流电阻，R L为负载电阻。电池通过开关、R SNS对R L放电时的电流I O在R SNS两端产生的压降为V S(t)=I O(t)×R SNS。电量计持续检测R SNS两端的压差V S，并