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期刊信息/Journal information
储能科学与技术
化学工业出版社
储能科学与技术

化学工业出版社

丁玉龙

双月刊

2095-4239

energystorage_cip@163.com;esst_edit@126.com

010-64519601/9602

100011

北京市东城区青年湖南街13号

储能科学与技术/Journal Energy Storage Science and TechnologyCSCD北大核心CSTPCD
查看更多>>《储能科学与技术》（Energy Storage Science and Technology）是化学工业出版社、中国化工学会联合主办的国内唯一的储能专业期刊，由中国石油和化学工业联合会主管，国内统一刊号CN 10-1076/TK，中国科学引文数据库核心期刊（CSCD）、中国科技核心期刊，中国化工学会及储能工程专委会会刊。目前已被美国《乌利希期刊指南（网络版）》（Ulrichsweb）、英国科学文摘数据库（INSPEC）和美国《化学文摘（网络版）》（CA）收录，荣誉主编为英国伯明翰大学丁玉龙教授。
正式出版
收录年代

    锂/氟化碳电池电解液的研究进展

    卢俊杰彭丹倪文静杨媛...
    1487-1495页
    查看更多>>摘要：锂/氟化碳(Li/CFx)电池作为一种具有最高理论比容量(860 mAh/g)和能量密度(2180 Wh/kg)的一次电池,具有高安全性能、低自放电率、平稳的放电电压和环境友好等优点,广泛应用于医疗、军事、电子科技和航空航天等领域.电解液作为Li/CFx电池必不可缺的一部分,在正负极之间起到传递离子的作用,具有重要的研究意义.本文从Li/CFx电池的低温性能、倍率性能以及放电平台等方面综述了Li/CFx电池电解液的研究进展;重点阐述了电解液理化性质、界面浸润与相容、锂离子溶剂化结构、C—F键活化和LiF形成与溶解等因素对Li/CFx电池放电性能的影响;最后,对Li/CFx电池新型电解液的研究提出了思考与展望.

    电化学锂/氟化碳电池电解液低温性能倍率性能

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    锌离子电池用锰/钒基氧化物异质结构正极的研究进展

    李万瑞李文俊王小青路胜利...
    1496-1515页
    查看更多>>摘要：水系锌离子电池(AZIBs)由于其理论比容量高、安全性高、成本低、制造工艺简单和环境友好等特性在电化学储能领域展现出巨大应用潜力.锰/钒基氧化物因其价态丰富、结构优异、比容量高等优点成为最具潜力的锌离子电池正极材料.然而,它们的本征导电性差、锌离子扩散动力学缓慢、电化学过程中的溶解和结构塌陷等限制了其进一步发展和实际应用.缓解上述问题的一种有效方法是将锰/钒基氧化物与不同功能性的组分结合构筑异质结构.原因在于,获得的异质结构能够借助各组分的特点和具有显著物化特性的异质界面,实现多功能性和协同效应,从而实现高效的储锌性能.基于此,本综述总结了锰/钒基氧化物正极材料面临的主要挑战,重点介绍了近年来已报道锰/钒基氧化物异质结构的类型、特点、制备方法及储锌性能增强机制等.最后,本文对水系锌离子电池用异质结构正极材料未来的发展进行了展望,以期为高性能锌离子电池电极材料的开发提供新的思路.

    水系锌离子电池锰/钒基氧化物异质结构正极材料

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    级联半桥拓扑直流直挂储能装置的设计

    晁武杰邓超平黄均纬乔鑫...
    1516-1522页
    查看更多>>摘要：随着海上风电、光伏等新能源的大规模建设,产生了直流输电、交直流互联和储能的应用需求.目前储能技术的研究和应用主要集中于交流储能领域.模块化多电平电池储能系统(modular multilevel converter based battery energy storage system,MMC-BESS)虽然在交直流互联的同时,实现了储能的功能,但电池中流过的工频、二倍频等脉动电流成分对电池寿命有潜在影响,且传统的模块化多电平(modular multilevel converter,MMC)换流站的改造成本高.本工作提出的直流直挂储能装置将换流和储能分离,电池电流仅为直流和高频脉动成分,工况对电池友好,且直流直挂储能系统需要电池单体数量仅为MMC-BESS的1/6,成本低.对直流直挂储能装置的拓扑结构及工作原理进行分析;对级联子模块的数量和参数进行设计;基于载波移相调制,推导直流纹波电流,进而对并网电感参数进行设计;建立直流直挂储能装置的数学模型,推导控制模型,根据控制框图进行功率控制.最后,通过仿真和样机实验,验证该半桥拓扑级联型直流直挂储能装置设计的可行性及正确性.实验证明,该设计和控制方法效果良好,对高压大容量直流直挂储能装置的设计有一定参考价值.

    直流直挂储能级联半桥并网电感载波移相调制功率控制

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    基于非线性扰动观测的储能双向DC-DC变换器非奇异终端滑模控制策略

    苏泳陈艳峰
    1523-1531页
    查看更多>>摘要：在光储直流微电网系统中,储能双向DC-DC变换器在储能设备与直流母线之间起着关键的接口作用,其在光伏输出功率及负载大信号扰动下的性能优劣至关重要,将直接影响着直流母线电压的稳定运行.为此,提出了一种基于非线性扰动观测器(nonlinear disturbance observer,NDO)的非奇异终端滑模控制策略.首先采用基于微分几何理论的精确反馈线性化方法,将双向DC-DC变换器系统的状态空间模型转化为布鲁诺夫斯基标准式,并利用非线性扰动观测器对系统扰动量进行估计和补偿.在此基础上设计非奇异终端滑模控制器,并根据李雅普诺夫稳定性理论,证明所提控制策略的稳定性;进而分析所提控制策略的收敛性.最后,通过仿真验证所提控制策略的有效性.仿真结果表明,与文献中典型非线性控制策略相比,本文所提控制策略在光伏输出功率和负载有较大扰动时响应时间较快,并具有电压过充小、稳态误差小的优点.

    直流微网双向DC-DC变换器非奇异终端滑模控制非线性扰动观测器

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    基于虚拟母线电压控制的构网型储能变流器稳定性优化研究

    严文博黄云辉王栋唐金锐...
    1532-1541页
    查看更多>>摘要：构网型储能变流器作为高比例新能源接入电网的关键设备在强电网下存在稳定性问题.针对此问题,本工作提出一种基于虚拟母线电压控制的构网型储能变流器稳定性优化方法.首先,建立构网型储能变流器状态空间小信号模型,利用特征根分析法得出构网型储能变流器强电网下稳定性变差甚至振荡失稳的结论.然后,提出基于虚拟母线电压控制的稳定性优化方法,通过改变有功功率环跟踪电网电压相位的位置等效提高电网阻抗,从而提高强电网下构网型储能变流器系统并网的稳定性.接着,分析不同工况下加入虚拟母线电压控制前后系统的特征根变化趋势和稳定性提升效果,同时也分析了虚拟母线电压控制参数中补偿系数k和时间常数t对稳定性的影响并给出一般参数设计范围.最后,在MATLAB/Simulink中搭建构网型储能变流器并网模型进行时域验证,进一步搭建硬件在环实验平台进行半实物验证,验证结果表明基于虚拟母线电压控制的构网型储能变流器在强电网下的稳定性明显提高.

    构网型储能小信号稳定性虚拟母线电压控制稳定性优化

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    MW级大储能量飞轮轴系结构力学及动力学研究

    胡东旭朱少飞魏晓钢崔亚东...
    1542-1550页
    查看更多>>摘要：当前,对于高功率大储能量飞轮储能系统的仿真和实验研究还不够充分,本工作主要针对MW/100 MJ级飞轮储能样机展开.比较分析了内置式和表贴式两种结构飞轮电机转子的结构力学,比较了不同动平衡块材质对应力及形变的影响,并开展了轴系的动力学特性分析.对飞轮样机开展了实验测试,验证了系统的稳定性.数值计算结果表明,表贴式结构形式可以使电机硅钢片应力显著降低,但是通常这种结构需要在硅钢片外缠绕碳纤维加强层,以确保运行时磁钢不会因为离心力与硅钢片发生分离.动平衡块材质为不锈钢时的应力值相较于动平衡块为铝合金时提高了45%以上.对轴系进行了动力学特性分析,在工作转速下存在着1300 r/min和4200 r/min两个刚性振型,分别为平动和锥动.测试运行中,飞轮轴系在1300 r/min出现振动峰值,证明了数值仿真计算的准确性.但是数值仿真中的4200 r/min临界转速(锥动)在实际运行中并未出现明显峰值,在本工作的轴系结构中,相较于锥动,平动振型更容易被激发.

    飞轮电机数值仿真

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    压缩空气储能系统的微机电控制技术

    张研袁征
    1551-1553页
    查看更多>>摘要：结合当前能源需求的大背景,综述了压缩空气储能系统的微机电控制技术研究情况.首先详细阐述了压缩空气储能系统的内部运行逻辑,包括运行方式和相关机械结构.在此基础上,从转速和储能电机两个角度,探讨储能系统的微机电控制技术的最近研究进展.最后列举了当前较为常用的控制优化技术,可为后续研究提供一定的理论借鉴和思考.

    空气储能微机控制储能系统转速

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    二氧化碳电热储能与液态储能系统热力性能对比分析

    张涛刘嘉楷戴天乐许诚...
    1554-1563页
    查看更多>>摘要：二氧化碳电热储能与液态二氧化碳储能技术具有适用范围广、储能密度大等特点,是目前压缩气体储能技术的研究热点,然而,上述系统在储能形式及流程上的差异造成了系统在储能效率、储能密度等方面的不同,目前尚无系统性研究.基于此,本工作阐述了上述系统的能量存储原理及流程构型特点,建立了热力学分析模型,在设定工况下比较了两者性能指标以及不可逆损失分布特性,并进一步探讨了关键参数变化对两种储能系统的性能影响.结果表明,二氧化碳电热储能系统通过将工质的压力势能进一步转化为冷能储存,从而获得了更高的储能密度(7.36 kWh/m3),而液态二氧化碳储能系统通过高压罐将压力势能直接储存,避免了额外的叶轮机械损失,具有更高的循环效率(63.60%);此外,通过参数研究发现,提高压缩机等熵效率和出口压力对液态二氧化碳储能系统的性能提升更加明显,提高透平等熵效率对二氧化碳电热储能系统的提升更加明显.研究成果将为二氧化碳储能技术路径选择和技术进步提供支撑.

    二氧化碳电热储能液态二氧化碳储能热力性能分析

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    平抑风电出力波动的混合储能功率分配策略

    郭东泽张继红王庆宇张帅...
    1564-1573页
    查看更多>>摘要：储能技术逐渐成为平抑功率波动、提高电网接纳能力的有效手段,但风电功率波动情况复杂且多变,单一储能并不具备高能量、高功率密度特性.因此为解决风力发电出力平滑问题,针对其随机性间歇性等典型特征,本工作拟采用混合储能技术手段,结合锂离子电池和超级电容两种储能的优势,设计一种基于自适应滑动平均滤波-小波包分解双层功率分解分配策略,利用滑动平均滤波算法完成风电功率的自适应分解,获得并网功率和混合储能所需最低功率.考虑到混合储能输出功率依然含有丰富的信息以及小波包分解层数和功率分界点的确定规则,借助小波包算法对平抑的风电功率进行二次分解,并结合变频熵值策略优化混合储能的功率分配,有效改善风电功率的波动情况,实现混合储能功率的最优分解和合理分配.采用国家标准时间尺度波动情况、引入储能前后波动情况、功率幅值、充放电次数等评价指标对不同功率分配方式进行对比分析,结果表明,所提策略能够满足国家标准对风电场出力波动要求,减小对电网的冲击,与传统小波包分解算法对比具有较好自适应性,整体波动情况提升23.69%,锂电池充放电次数降低58.2%.模型评估结果表明,所提方法能够提升混合储能系统整体经济性并延长电池使用寿命.

    混合储能自适应滑动平均算法小波分解变频熵值功率分配

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    数据中心储能型不间断电源系统及其控制技术

    彭鹏赵宇鑫李福李毓烜...
    1574-1583页
    查看更多>>摘要：随着互联网数据中心IDC的快速发展,为其配备的不间断电源系统UPS规模越来越大,由于UPS的电池系统只有在少数的停电时段应用,造成了大量的资源闲置.在保证备电的前提下,充分挖掘UPS中电池系统的储能功能,是一种经济高效的储能形式.在常规UPS的基础上,提出了储能型不间断电源系统(energy storage type of UPS,EUPS)的实现架构,EUPS多种"备电+储能"应用功能的控制策略,以及EUPS参与电网多场景调节的协调控制策略.最后,基于建成的EUPS示范系统,验证了所提的EUPS系统架构和控制策略的有效性.

    储能型不间断电源系统数据中心一次调频峰谷调节协调控制

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