电池容量 篇1

镍镉蓄电池相关于其他蓄电池的运转本钱是比较高的,特别是很多运用进口镍镉蓄电池的企业,当部分镍镉蓄电池容量缺乏时,无论是更换新电池,仍是购买专业的电池维护设备,都需求花上一大笔资金。因而,经过对镍镉蓄电池充电特色进行研讨,咱们规划出了一套放电设备和镍镉蓄电池的充电办法,对容量缺乏的电池进行弥补,使其抵达正常的运转状况,以延伸蓄电池的运用寿数,节约企业运转本钱。

 

1 蓄电池充电理论

 

20世纪60年代中期,美国科学家马斯对开口蓄电池的充电进程做了很多的研讨试验,并提出了以最低出气率为条件蓄电池可接受的充电曲线。试验标明,假如充电电流依照这条曲线改变,就可以大大缩短充电时刻,而且对电池的容量和寿数无影响,因而称这条曲线为最佳充电曲线,然后奠定了快速充电办法的研讨方向。初始充电电流很大,可是衰减很快,首要原因是充电进程中发生了极化现象。充电时,蓄电池内部发生的氧气不能被及时吸收,附着在电池正极板上,导致电池内部压力增大。温度上升,一起缩小了正极板的面积,体现为内阻上升。

 

2 镍镉蓄电池的特色

 

镍镉蓄电池正极为氢氧化镍,负极为镉,电解液是氢氧化钾溶液。镍镉电池反响的化学方程式:

 

放电反响式:Cd+NiO2+2H2OCd(OH)2+Ni(OH)2

 

充电反响式:Cd(OH)2+Ni(OH)2Cd+NiO2+2H2O

 

从上式可知,镍镉电池的充放电是一个可逆的进程,早期的镍镉电池充电后,假如未彻底放电即再行充电,电池中的化学成分会记住前次放电点而无法彻底充电或彻底放电,以致使电池的实践容量变小,最严重时乃至降到只剩原有容量的20%。可是,经过电池厂商再三研讨改善,近几年出产的镍镉或镍氢电池现已没有明显的记忆现象,但镍结晶现象却成为镍镉电池的杀手。镍结晶现象是充电进程中电池已充饱后再继续弥补而至电极板上长出一颗颗镍金属结晶的现象,此种结晶会使电池活化面积减小,导致电池容量减损,但幸而大部分结晶都可以在电池放电超越1 V以下后,溶解到电解液中。但若电池长时刻未获充沛放电,镍结晶没时机溶解,变得愈来愈大,就会发生上述相似记忆效应,使电池容量减损;且因为镍结晶呈尖刺状,成长快,会穿破正负电极间的绝缘层(电解质层),然后使电池内部漏电每天添加至10%以上,这也是有些电池充好电后放几天再用却发现没电的原因。

 

3 充电办法研讨

 

惯例充电准则是依据1940年前国际公认的经验法则规划的。其间最著名的便是“安培小时规则”:充电电流安培数不应超越蓄电池待充电的安时数。恒流充电法是用调整充电设备输出电压或改变与蓄电池串联电阻的办法来坚持充电电流强度不变的充电办法,电池的电压会逐步上升。恒压充电是充电电源的电压在悉数充电时刻里坚持安稳的数值,跟着蓄电池端电压的逐步升高,电流逐步削减。与恒流充电法比较,其充电进程更接近于最佳充电曲线。因为充电初期蓄电池电动势较低,充电电流很大,跟着充电的进行,电流将逐步削减。依据镍镉蓄电池的特色,先用恒流充电法对其进行大电流充电,使蓄电池逐步被激活,电池的充电电压逐步上升,一般充电电压要大于电池的额外电压,当电池抵达充电电压后,再运用恒压充电,使镍镉蓄电池抵达最佳充电作用,此办法为先恒流再恒压。

 

4 镍镉蓄电池组放电设备规划及放电流程

 

现在,咱们有3套直流充电机设备,都装备有镍镉蓄电池,每组蓄电池数量为86颗,为了判断蓄电池的运用状况,需求先对其进行放电,找出其间容量缺乏的电池,然后再进行容量修补。因而,咱们规划了一套简略有用的放电设备,依据3种镍镉蓄电池的型号MC145P、MC240P、MD3370P,核算出最大容量电池的放电电流为74 A(0.2C,C为370 Ah的容量)。

 

蓄电池组的电压约为DC120 V,规划每路放电电流约为15 A,每路放电电阻为8Ω,电阻功率约为1.8 kW(实践选用2 kW),电流表选用0～200 A,电流互感器选用200/5,5只电阻引出线需求有接线端子,其单线图如图1所示。

 

镍镉蓄电池的中止电压为1.1 V,用0.2 C恒流接连放电,当蓄电池组的端电压下降至86 V时(其间一只镍镉蓄电池电压下降到0.9 V时),中止放电,放电时刻若大于5 h,阐明该蓄电池组具有额外容量。假如在电池组电压降到86 V前,就有电池端电压低于1 V,则认为此电池容量缺乏,一般经过核算,若单颗电池放电容量低于70%,则认为此电池容量不行,需求对其进行激活。

 

5 对单颗蓄电池的充电激活

 

经过上述整组蓄电池的放电后,找出了容量缺乏的蓄电池,为了保证单颗蓄电池的充电作用,对蓄电池选用1对1的充电,将充电进程分为以下几个阶段:(1)预充阶段。充电机发动后,先进入预充阶段,充电机先设小电流恒流充电,充电电流为10 A,充电5 min,意图是激活电池。(2)大电流阶段。预充完毕后,进入恒流0.2 C大电流充电阶段。(3)恒压阶段。当充电电压上升到1.75 V时,进入恒压充电阶段,充电电流逐步减小。(4)小电流阶段。当充电电流减小到10 A时,进入小电流阶段,恒流10 A弥弥补电电压小幅上升。(5)缓充阶段。当充电电流低于5 A时,进入缓充阶段,充电电压一般为额外电压90%～145%(镍镉蓄电池)直流标称电压。时刻为长时,直到最终充电电流为0。

 

单颗蓄电池的浮充电压约1.4 V,依据上述充电办法,运用直流稳压稳流电源将恒压值胁迫在1.75 V,最大恒流值为74 A(0.2C.C为电池额外容量)。

 

直流稳压稳流电源对蓄电池充电的作业办法:(1)电压在0～30 V接连无级可调,电流在0～100 A接连无级可调。电压有5 V/15 V/30 V三档挑选,电压低挑选低档有利于低压输出精度进步。(2)恒压与恒流作业状况相互胁迫,主动转化。举例阐明作业主动转化机制:预设最大充电电流(限幅)50A,最大充电电压1.7 V,电池剩下电压一般很低,接好电池后,电源开关投入,充电电流很快抵达50 A,电池电压逐步上升,这期间体系被电流限幅胁迫,保持50 A最大电流充电,电源输出电压合作电池端电压逐步上升,而不是直接输出1.7 V。50 A时,线损约0.18 V,假如电池电压升到1.5 V,电源实践输出便是1.68 V。当电池电压+线损等于1.75 V,电源输出便主动转化为电压安稳在1.7 V不再上升,假如电池电压继续上升,输出电流便逐步减小,最终会减为0。运用直流稳压稳流电源对单颗电池充电5～7 h,重复3～5次,使电池容量得以康复。

 

6 结语

 

因为进口镍镉蓄电池价格昂贵,维护本钱高,因而咱们运用自行规划的放电设备对镍镉蓄电池组进行深度放电保养,该设备构造简略,可非常直观记载放电电池的数据,然后节约了维护本钱。此外,运用直流稳压稳流电源对部分容量缺乏的镍镉蓄电池进行重复充电弥补,使之容量康复,抵达正常运用要求,也为企业节约了更换新电池的本钱。总之,上述对镍镉蓄电池的放电和充电办法的运用,大大下降了电力体系运转本钱,可认为其他企业节约电池运转本钱供给参阅。

 

摘要：选用自行规划的放电设备,对镍镉蓄电池进行深度放电,针对镍镉蓄电池的特色,研讨出镍镉蓄电池的充电办法,对部分容量缺乏的蓄电池进行了容量弥补,收到了杰出的作用,为企业节约了镍镉蓄电池的运转本钱。

 

要害词：镍镉蓄电池,恒压充电,恒流放电,直流稳压稳流电源

 

参阅文献

 

[1]侯聪玲,吴捷,李金鹏,等.蓄电池充电办法的研讨[J].电源技能运用,2004(2)

 

大容量电池储能技能在风电中的运用 篇2

电力体系是一个动态平衡体系，发输变电与配用电有必要时刻坚持平衡。而风能是一种间歇功动力，且风速猜测存在必定的差错，因而风电场不能供给继续安稳的功率，发电安稳性和接连性较差。在传统的电力体系中，任何微小扰动引起的动态不平衡功率都会导致机组间的振动，大容量储能体系与风电机组结合，可以有用按捺或缓解风电的动摇性，减小风电对电网的影响。而只需储能设备容量足够大而且呼应速度足够快，就可以完结任何状况下体系功率的彻底平衡，这是一种主动致稳电力体系的思想[1]。因为这种与储能技能相关的安稳操控设备不用和发电机的励磁体系一起作用，因而，可以方便地运用在体系中关于按捺振动来说最有用的部位。一起，因为这种安稳操控设备所发生的操控量可直接作用于导致体系振动的源头，对不平衡功率进行精确的补偿，可以较少乃至不考虑体系运转状况改变对操控设备操控作用的影响，因而设备的参数整定非常简略，关于体系运转状况改变的鲁棒性也非常好。 2 电池储能技能国内外开展现状

 

近年来，日本、美国以及欧洲等发达国家对电池储能技能投入较大，技能抢先。日本在钠硫电池的研讨与运用方面走在世界前列，日本碍子(NGK INSULATORS)从阿联酋阿布扎比水电局取得300 MW NAS电池体系和中心监控体系的订单。2009 年松下和松下电工与丹麦电力公司SEAS-NVE 一起发动旨在完结智能电网的实证试验。东芝于2010 年宣告接到冲绳电力2010 年秋季将在宫古岛开端的“离岛微型电网体系实证试验”相关设备的订单，将构建以蓄电池平衡功率改变剧烈的可再生动力负荷的新一代电力体系。三洋电机也在其“加西绿色动力园”导入了1.5 MW・;h 的锂离子电池，其他厂商也在积极参加电池储能项目。欧美方面，2001 年，加拿大VRB Power Systems 公司在南非制作了250 kW 的全钒液流储能电池演示体系，完结了全钒液流储能电池的商业化运营。VRB Power Systems 公司为澳大利亚Hydro Tasmania on KingIsland 公司制作的与风能发电配套的全钒液流储能电池于 年11 月完结，该体系储能容量为800 kW・;h，输出功率为250 kW。 年2 月，VRB Power Systems 公司又为castle Valley，Utah Pacific Corp 公司制作了输出功率250 kW，储能容量2 MW・;h 的全钒液流储能电池体系。 年底该公司开端为爱尔兰制作迄今为止国际上最大的额外输出功率2 MW(脉冲输出功率3 MW)，储能容量12 MW・;h 全钒液流储能电池体系。美国运用日本住友电气工业公司和VRB Power Systems 公司的技能，别离树立了2 MW 和6 MW的全钒液流储能电池演示运转体系。

 

英国的Innogy 公司2000 年8 月开端制作榜首座商业规划的发电储能调峰演示电厂，它与一座680 MW燃气轮机发电场配套，该电能存储体系储能容量为120 MW・;h，可满意10 000 户家庭一整天的用电需求。

 

德国EVONIK 工业股份公司宣告将联合戴姆勒汽车公司等研发组织一起开发适用于风能和太阳能发电的大容量、低本钱贮存的锂离子电池电站，先期方案在德国西部的萨尔州制作一个功率为1 MW 的储能设备。在大规划电池储能设备技能方面，我国起步较晚，与国外发达国家还有较大距离，首要体现在：一是设备容量规划还较小;二是设备的寿数短、运用功率低;三是设备的智能化水平薄弱。在储能运用方面我国距国外先进水平距离也很大，国外现已有数十套储能电站投入运转，国内还没有大容量电池储能设备的演示工程投入运转。

 

现在，我国电池储能的运用规划还很小，但跟着国家动力方针的调整和节能环保方针逐步执行，其运用规划估计也将逐步扩展。上海市电力公司现已制作包括漕溪站、前卫站、白银站三个储能演示电站，电力调度中心可以直接经过电网储能办理体系对散布于各地的储能站实施统一调度与长途监控。BYD 在深圳龙岗树立了一座1 MW(4 MW・;h)储能电站。 国家电网所属的新源控股有限公司与张家口市张北县开发制作全国榜首个风景储能归纳演示

 

项目，该项目总规划为风电500 MW，光电100 MW，储能70 MW。张北风景储项目是世界上规划最大的风景储三位一体演示工程，可是还没有进入投运，现在现已完结了一期工程方案规划，正在进行一期制作作业。

 

3 快速开展的风电对储能技能的要求

 

风能作为一种清洁的可再生动力，越来越遭到世界各国的注重。我国风能储量很大、散布面广，仅陆地上的风能储量就有约2.53 亿kW。近几年来，我国的并网风电敏捷开展。到2007 年底全国累计装机约600 万kW。 年12 月，我国风电装机总量现已超越1 000 万kW，位居世界第五，到 年3月中旬，我国风电累计装机容量达4 450 万kW，风电制作的规划居全球之首。这也意味着我国已进入可再生动力大国行列。我国风力等新动力发电行业的开展前景非常宽广，估计未来很长一段时刻都将坚持高速开展，一起盈利才能也将跟着技能的逐步老练稳步进步。

 

在我国风电在建规划高居世界榜首的一起，风电并网问题却一直限制着我国风电的健康开展。有数据显现，我国风电装机累计并网3 107 万kW，但仍然有近三成风电没有并网这是因为风能随机性和间歇性的特色，形成风电机组的出力频频动摇，然后风电场的出力牢靠性也差，风电比重过大，会使电网的调频、调峰压力加大，以及电网长距离送电的技能要求和运转本钱急剧增大。因而，风电场大规划的并网接入对电力体系的运转也带来一些新问题：

 

1)风电的随机性及不行控性给电力体系规划和安稳运转带来新的应战;

 

2)风电功率的.动摇特性与电网负荷的动摇特性难以一起，使电网的调峰问题愈加杰出，对调峰容量和呼应速度都提出了更高的要求;

 

3)因为风速改变，风电机组简略引起电网电压和功率动摇问题，以及由其带来的无功电压操控和电能质量问题。

 

风电具有间歇性和动摇性与电力体系需求实时平衡之间矛盾，使得并网风电的动摇需求经过惯例电源的调度和储能体系来平衡，成为长时刻困扰风电并网的首要难题。而蓄水储能电站因为地舆上的局限，不具有普遍的可取得性，因而，引进可普遍运用的大容量电池储能设备与风电场结合弥补风力发电的动摇给电网带来的各类影响是一种适宜的技能挑选[8]。经过储能体系与风电体系的和谐，不只有用减小风电对体系的冲击和影响，进步风电出力与猜测的一起性，保证电源电力供应的可信度，还下降电力体系的备用容量，进步电力体系运转的经济性，一起进步电力体系接纳风电的才能。

 

4 国内外对风电并网的要求

 

越来越多的大中型风电场相继建成并投入运转，当风电所占份额逐步增大后而风电场的功率动摇会影响当地电网的电能质量，发生电压动摇与闪变。对局部电网将发生明显冲击，严重时会引发严重事端[9，10]。各国风电场并网技能规则都对风电场的有功功率改变提出了要求，如：

 

1)Eltra 和Eltra&Elkraft 要求并网风电场l min 的输出功率改变小于等于风电场最大功率的5%。风电场可以经过操控体系保证在2 s 内降到额外功率的20%以下，Eltra&Elkraf 要求风电场每分钟的功率改变率在10%～100%内可调;

 

2)而E.ON 和ESBNG 要求风电场输出功率在任何时刻内都小于它的注册容量。E.ON 要求每分钟功率下降最少要占额外容量的10%，ESBNG 要求15 min 功率改变与风电场的规划有关，小于100 MW 的风电场每分钟功率改变小于5%，小于200 MW 的风电场每分钟功率改变小于额外容量的4%，大于200 MW的风电场每分钟功率改变小于额外容量的2%;

 

3)苏格兰并网技能规则要求风电场输出功率在合理的时刻内可以超出额外功率;

 

4)我国国家电网公司规则了风电场1 min 和10 min 的功率改变率，改变率与风电场的装机容量有关，如小于30 MW 的风电场10 min 最大改变量为20 MW，1 min 最大改变量为6 MW;

 

5)Scottish 要求风电场起停要满意电压质量的要求，Scottish 还要求风电场起停满意最大

 

功率改变的要求，而且不多于25%的额外容量可以跳开，并在30 min 内分阶段逐步退出。 5 大容量电池储能技能对风电的平稳作用

 

明显完结有功功率最重要的调度手法是储能，大功率、大容量的储能体系可以平抑风电的动摇性和间歇性。储能体系的容量抵达必定规划时，将储能体系与风电机组结合，可以有用按捺或缓解风电的动摇性，减小风电对电网的影响[11，12]。大容量电池储能技能在风电并网中可以完结如下功能：

 

1)滑润机组输出：将电池储能体系与风力发电机组相结合，在快速风速扰动下滑润风电场输出，削减风电场输出动摇对电网的影响，下降风电动摇对电网的冲击。

 

2)进步风电输出与猜测的一起性：以储能作为合作来调整输出，依据风电场猜测的出力曲线优化出力，进步风电输出可信度。

 

3)进步调度才能：选用储能体系则可以操控风力发电输出的有功功率和无功功率，用于电力调峰，使风力发电单元作为调度机组单元运转，而且具有向电力体系供给频率操控、快速功率呼应等辅佐服务的才能。

 

4)峰值搬运：运用大功率大容量储能体系可以将不安稳的风能电力收集起来并在适当的时分将其平稳释放，搬运峰值，下降对电网冲击;

 

5)保证风力发电体系继续牢靠地供电：当环境要素或外部条件改变较快，风力发电体系不能安稳地输出电能时，储能体系中存储的能量可以发生必定的能量和功率支撑作用，保证对负载继续、安稳地供电。

 

6)体系运转牢靠性及冗余度大大进步：多台容量较小的并网逆变器的并联群控运转，使得体系可以依据各种新动力发电的特色，发动不同数量的并网逆变器进行操控，这样就可以完结体系的发电功率最优，进一步进步体系牢靠性和冗余度也将大大进步。

 

7)使风力发电具有可调度性：单纯的新动力发电体系受环境要素的影响较大，因而，无法制订特定的发电规划。假如装备能量贮存设备，就可以在特定的时刻供给所需的电能，而不用考虑此刻发电单元的发电功率，新动力发

 

大容量电池储能技能在风电中的运用电体系可以与电网连接，完结向电网的馈电，并可以供给削峰、紧迫功率支撑等服务。只需依照预先制定的发电规划进行发电。储能设备的容量越大，体系的调度就愈加自在，就可以获取更多的经济利益，但需求的出资也就越大，要害在于找到最佳经济平衡点。

 

6 定论

 

苹果5S信号及电池容量体现均较弱 篇3

跟着几大运营商4G网络制作速度的加速，各大手机厂商也适时地争相推出各式各样的4G手机。对每个顾客来说，挑选哪款4G手机有两点至关重要：一是能收到4G信号，二是电池电量够用。

 

继本年5月对三大运营商的4G网络进行比照测验之后，本年7月，《顾客报导》对4G手机也进行了比照测验。此次送检了包括三星GALAXY S5、苹果iPhone 5S、联想S810T、华为Ascend P7、中兴Grand S Ⅱ和酷派8730L在内的6款干流4G手机，测验其4G信号接纳才能与电池容量，以期告知顾客在4G时代怎么更理性地消费。

 

第三方威望检测组织的测验成果显现，6款手机中，酷派和苹果的4G信号接纳才能较差，苹果的电池容量过小，而华为和中兴的手机电池在容量标明上不精确。

 

酷派、苹果信号接纳才能较差

 

用的是4G手机，却经常显现的是3G或许2G，一般很多人都会一笑而过——习气了，幸亏还能上网。也有不少人会致电运营商投诉：“怎么搞的？这不是‘挂羊头卖狗肉’吗？”可是客服往往只会提示你：请确认您已注册4G服务、请确认您所在地已有4G网络覆盖。但明显，客服的这些“客套话”并不能解决问题。

 

那么，除了运营商4G网络的覆盖率和速率要素，还有什么原因导致上述问题？

 

原因在于手机的信号接纳才能不行强。“手机要想收到4G信号（2G、3G也是如此），需求给基站发送相应的恳求（即与基站‘握手’），告知基站‘我是谁，我在哪里’，基站确认之后就会给手机发射4G信号。”我国电信股份有限公司广东研讨院的一位终端检测工程师告知本刊记者。

 

在这个进程中，手机发射恳求信号或许接纳4G信号的才能不强，都会影响用户运用4G网络的体会。在手机的空间辐射功能方针中，用“总全向辐射灵敏度”表征手机接纳4G信号的才能：辐射灵敏度的值越小，标明信号接纳才能越高；用“总全向辐射功率”表征手机发射恳求信号的才能：辐射功率的值越大，标明信号发射才能越高。

 

依据通讯行业规范YD/T 1484.6-2013《无线终端空间射频辐射功率和接纳机功能丈量办法 第6部分：LTE无线终端》规则，总全向辐射灵敏度的均匀值最大不能超越-88dBm，总全向辐射功率的均匀值最小不能低于16.5dBm。

 

本刊此次送检的6款4G手机的空间辐射功能比照如图1所示。可以看出，6款手机的功能都符合规范要求。其间，在总全向辐射灵敏度这一项，三星GALAXY S5体现最好，酷派8730L体现最差；在总全向辐射功率这一项，中兴Grand S Ⅱ体现最好，华为Ascend P7体现最差。

 

整体而言，在城区因为基站布设较密，因而可首要依据手机的总全向辐射灵敏度来断定其信号接纳才能巨细，由此可知酷派8730L和苹果iPhone 5S在密集城区的4G信号接纳才能差错；而在基站布得较疏的当地（如乡村、山区），则需求一起考虑手机的总全向辐射功率，这6款手机里中兴Grand S Ⅱ无疑最适合在此类场景运用。

 

华为中兴电池容量标明不准

 

手机没信号让人抓狂，手机没电则让人严重。自从智能手机呈现之后，手机电池的续航才能就成了一个绕不开的话题。手机电池的续航才能一方面取决于顾客运用手机的习气，另一方面则取决于电池自身的容量巨细。

 

手机电池的容量在GB/T 18287-2013《移动电话用锂离子蓄电池及蓄电池组总规范》中被定义为“额外容量”（Rated Capacity）。本刊此次送检的6款手机中，iPhone 5S的电池额外容量最小，仅为1560mAh。尽管其测验值超出额外值的份额较多（如图2），可是因为其额外值过小，因而在本刊片面测评电池续航才能时仍然排名垫底。

 

“手机电池容量做得足够大，比如5000mAh，在技能上是可以完结的。”一位长时刻从事锂电池检测的工程师向本刊记者剖析，“不过容量越大，本钱也越高，比如需求的电解液就越多；另外电池的体积也会变大，而像苹果手机它总的体积是比较小的。”

 

需求指出的是，在送检的这6款手机中，中兴Grand S Ⅱ的电池上并未给出其额外容量，而是标明晰最小值（Min.）3000mAh和典型值（Typ.）3100mAh。“其实规范自身并没有Typ.值、Min.值的概念，规范只有‘额外容量’的概念。”上述工程师说。

 

作为GB/T 18287-2013起草单位之一的中兴通讯股份有限公司，在其官网上给出的Grand S Ⅱ的电池容量是3100mAh，即电池上标的典型值；而典型值是指多数产品丈量值可以抵达，但不是每件产品的都能抵达，本刊此次的测验成果就未能抵达。

 

同样，华为技能有限公司在其官网上给出的Ascend P7的电池容量是2500mAh，而其电池上标明的是额外值2460mAh、典型值2530mAh，在其样机、阐明书和包装盒中都没见到电池容量2500mAh的标明。本刊就这一问题咨询华为公司相关负责人，不过到发稿时并未收到对方的回复。

 

影响蓄电池容量的要素 篇4

一、影响蓄电池容量的要素

 

1.放电电流对蓄电池容量的影响。

 

蓄电池放电时, 正负极板上的活性物质都要变为硫酸铅。因为硫酸铅的体积较活性物质的体积大 (比海绵状铅大2.68倍, 比二氧化铅大1.86倍) , 所以跟着放电的进行, 活性物质的孔隙将逐步变小, 使孔隙外的硫酸进入困难。当大电流放电时, 化学反响急促, 硫酸铅阻塞孔隙的速度增快, 参加化学反响的活性物质相对减小, 而孔隙中的硫酸耗费过大, 比重下降, 致使蓄电池的实践输出容量和电动势显著下降。由此可见, 假如接连长时刻接通起动机, 就会使蓄电池的端电压急速降至中止电压, 输出容量敏捷减小, 形成蓄电池过早损坏。因而在运用中接通起动机的时刻不答应超越5s, 两次接连发动要距离15s以上, 使电解液充沛进入极板内层, 以进步蓄电池的电动势和运用寿数。

 

2.电解液温度对蓄电池容量的影响。

 

温度的高低对蓄电池的容量影响很大, 当电解液的温度下降时, 其粘度也随之增大, 这不只使电解液的电阻增大, 而且电解液经过隔板, 进入极板孔隙的才能削弱, 活性物质不能充沛运用, 致使实践的输出容量减小。一起隔板在温度下降时孔隙缩小, 也增大了电解液经过的阻力。温度增高, 则因为与低温相反的原因, 放电时的电压较高, 容量较大。但如超越45℃时, 木隔板很快炭化, 极板也将遭到危害。因为温度对蓄电池的容量和端电压有很大影响, 所以在我国北方的冬天就给汽车的运转带来了必定的困难, 特别是在发动时。假如车上蓄电池有保温设备就可以防止这种现象, 如无保温设备, 冬天在露天停放车辆时, 可将蓄电池搬到房间内, 而且发动时尽量少用起动机。

 

3.电解液的比重对蓄电池容量的影响。

 

加大电解液的比重, 可以进步蓄电池的电动势, 因而进步了蓄电池的容量。但电解液的比重过大, 将加速极板和隔板的损坏。试验证明, 电解液的比重偏低些好, 有利于进步放电电流和容量 (尤其是发动容量) , 一起有利于延伸蓄电池的运用寿数。冬天里运用的电解液, 在防止结冰危险的条件下, 也应尽或许选用稍低些的电解液比重。

 

二、铅蓄电池容量的丈量

 

铅酸蓄电池容量在线检测技能研讨 篇5

怎么精确、牢靠地取得电池荷电状况(SOC)是电池办理体系中最根本的首要任务,特别是容量在线检测已成为该检测领域中的要害和难题。因而,研讨规划有用的铅酸蓄电池容量在线检测传感器具有极其重要的含义。本文针对这一技能难题和要害,依据已规划的依据相对温度丈量原理和光吸收原理的反射式光纤传感器,选用神经网络对试验所得数据进行交融处理得到铅酸蓄电池容量与电解液浓度的相互联络。试验成果及理论剖析标明,这种办法用于丈量铅酸蓄电池的容量是可行的,具有容量丈量精确、反响灵敏、运用寿数长等长处。该铅酸蓄电池容量传感器的规划原理和办法具有必定的普遍含义,是一种具有较大有用价值和杰出运用前景的新式蓄电池容量传感器。

 

1 光纤铅酸蓄电池容量传感器原理

 

光纤反射式铅酸蓄电池剩下容量传感器其组成如图1所示。在参阅液中,光首先经入射光纤抵达准直镜,进入充溢参阅液的波纹管中,抵达入射光反射面,经反射面全反射后,再次经参比液抵达出射光反射面,最终经参阅液抵达聚集镜,进入到接受光纤,完结光在参阅液中的传达进程。其间光在待测液中的传达进程和光在参阅液中的相同。

 

试验中,选用了近红外波长为760nm光源。当接纳光纤接纳到的光强信号经光电转化后,由信号调度放大处理,再传输到A/D数据收集和核算机处理。

 

2 铅酸蓄电池容量与光纤检测信号的联络

 

入射光纤所宣布的入射光经蓄电池内部电解液之后返回至接纳光纤,因为内部电解液浓度在各种充放电工况下是不同的,而蓄电池容量又与电解液密度有着一一对应的联络,因而,可经过丈量接纳光纤的输出信号经光电转化后的电信号值反映蓄电池容量的办法来树立铅酸蓄电池容量与光纤检测信号的联络,然后抵达丈量蓄电池容量的意图。理论上,在恒流充放电条件下,蓄电池容量会跟着时刻的改变而不同,详细联络可依据Q=It给出。因而,在试验中选用不同工况下的恒流充放电进程来查验输出光纤检测信号电压与蓄电池容量之间的联络。在丈量进程中,因为温度对丈量成果有着较大的影响,且具有很大的随机性,因而对温度要素的测验应具有实时性(即在线丈量功能),在丈量待测液输出光信号电压的一起也测验出了该时刻温度的影响程度,依据所规划的关闭探头中的蒸馏水则可反映化学改变进程中的温度改变。

 

3 丈量数据及剖析

 

在25℃试验室温度环境下进行试验,试验电池为能高发动用铅酸蓄电池,其型号为6QA-36S,充电设备选用曙光牌GZL-GCA系列环型硅整流充电机。

 

3.1 恒流放电进程

 

将光纤探头传感器刺进充溢电的铅酸蓄电池中关闭好,开端放电(2A恒流放电),并记载放电进程的传感器输出信号电压与时刻的数据联络。在测验进程中每隔30分钟测验一次,测验成果如图2、图3所示。

 

由图2、图3可知,在蓄电池放电进程中,电解液相对浓度下降,传感器待测液信号端输出信号电压值逐步减小,参阅液输出端信号电压值因为在化学反响进程中发生热量而呈上升趋势。

 

3.2 恒压充电进程

 

将放电完毕的铅酸电池放置一段时刻,开端以12V恒压充电,测得传感器输出信号电压与时刻数据联络如图4、图5所示,充电进程电流改变状况如图6所示,测验进程每隔30分钟记载1次。

 

由丈量成果可看出,在蓄电池恒压充电进程中,充电电流随时刻的增大呈线性下降趋势,可防止蒸馏水分化,防止过充电,维护极板。因为电解液浓度增大,光的损耗改变相对增大,因而输出信号电压增大。

 

4 依据BP神经网络的蓄电池剩下容量信息获取模型

 

神经网络结构的挑选与详细的运用对象有关,在两层前馈神经网络中含有隐层和输出层。两层前馈网络在其隐层中运用非对称S型传输函数,只需隐层中有足够的神经元,就可抵达较高精度逼近任何方针函数。

 

4.1 蓄电池容量测验信息获取BP建模

 

选用隐层和输出层均为非对称S型传输函数的两层前馈网络。铅酸蓄电池容量测验进程中的测验数据受电解液及环境温度影响较大,把选用双通道传感器探头的输出信号电压作为神经网络的输入,输出为电解液密度值,因为电解液密度值与蓄电池容量有着对应的线性联络,可构造神经网络结构如图7所示。

 

神经网络挑选2-5-1结构,2个隐含层神经元为非对称型tansig函数,输出层为purelin线性函数,练习算法挑选MATLAB神经网络工具箱的trainlm。练习中停步数参数挑选为10 000,练习差错中止条件为:

 

蓄电池在充放电进程中包括了在不一起刻距离下的各种数据。以2A电流恒流放电进程为例,在练习进程中,总共选取了24组试验数据,经过21步迭代,最终得到方针值,如图8所示。

 

得到的铅酸蓄电池容量测验模型是以权值和阈值的方式散布存储于神经网络中,练习成果与方针值拟合曲线如图9所示。练习成果与方针值差错曲线如图10所示。

 

由图10可知,所挑选的2-5-1结构神经网络根本上可以拟合2A恒流放电进程,差错操控在-0.015～0.013g/cm3。

 

4.2 蓄电池容量测验BP模型验证

 

为了查验神经网络模型对该2A恒流放电进程模型的拟合精度,取其间的7组数据,另外加入了5组试验数据,且这5组试验数据部分没有用来练习神经网络模型,如图11所示。验证差错曲线如图12所示。

 

从模型精度的查验成果来看,神经网络模型猜测的输出与试验数据根本吻合,只在部分区域存在—0.02～0.025g/cm3的差错。因而,所树立的BP神经网络模型抵达预期规划方针。

 

5 完毕语

 

运用光纤铅酸蓄电池容量传感器对铅酸蓄电池进行了多次不同充放电工况条件下的试验,成果标明拟合作用较好,理论猜测与实践丈量成果根本一起,然后标明晰依据神经网络的光纤铅酸蓄电池容量在线智能检测技能的可行性。如能在此基础上进一步剖析影响蓄电池容量的要素,添加练习数据的样本容量,则能抵达更优的作用。

 

摘要：蓄电池电解液浓度可以很好地反映蓄电池容量,针对铅酸蓄电池容量测验这一杂乱的非线性进程,运用神经网络拟合该杂乱的非线性进程,仿真成果显现拟合作用较好,提出了依据神经网络的多输入信息交融技能。实践证明,运用光纤铅酸蓄电池容量传感器与蓄电池容量存在着固定的函数联络,然后标明依据神经网络的光纤铅酸蓄电池容量在线智能检测技能的可行性。

 

要害词：蓄电池剩下容量,神经网络,光纤,智能信息交融

 

参阅文献

 

[1]陈家斌.电气设备运转维护及毛病处理[M].我国水利水电出版社,2003

 

变电站蓄电池容量核算和算法改善 篇6

直流体系在变电站中为操控、信号、继电维护、主动设备及事端照明,沟通不停电电源等供给直流用电[1]。直流体系的牢靠与否对变电站的安全运转起着至关重要的作用,是变电站安全运转的保证。发电厂和110 k V及以上变电所一般用蓄电池做直流电源。直流体系的重要性决定了直流电源要有高度的牢靠性和安稳性,电源容量和电压质量均应在最严重的事端状况下保证用电设备能牢靠作业。因而发输变电电气规划中蓄电池容量核算非常要害。

 

现在新建变电站一般选用无端电池直流体系。挑选适宜的蓄电池容量首先需求对变电站的直流负荷进行统计,并参照直流体系规划规程明确各种直流负荷的核算时刻。运用蓄电池容量算法求取蓄电池的容量,选取适宜的蓄电池。

 

现在国内文献关于变电站直流体系的研讨[2,3,4,5,6,7,8,9,10,11]现已开展了一段时刻,可是多集中在110 k V的变电站研讨上[2,3],而220 k V变电站因为二次设备杂乱得多,直流体系的负荷统计也更难掌握。本文在收集220 k V变电站直流体系实践运转数据的基础上,做了完好的直流负荷统计。更重要的是,现在国内常用蓄电池容量算法有阶梯电流法和电压操控法,这两种核算方案,有的时分成果是一起的,而有的时分成果相差很大,没有一个统一的理论体系。本文在公式推导的基础上对电压操控法提出新的改善。

 

下面在220 k V典型变电站基础上首先对直流负荷进行统计剖析,然后别离运用HOXIE算法和电压操控法核算蓄电池的容量。之后对两种算法进行比照剖析,并对事端放电时刻继续到2h的状况,对原有电压操控法的公式进行了改善。然后深入剖析了两种办法的联络,指出其本质差异,解决了两种办法在核算上的差异问题。

 

1 直流负荷统计

 

以一个220 k V变电站典型规划为例进行负荷统计,该站的规划是:主变压器额外容量为3×240MVA,三绕组220/110/35 k V,220 k V为双母线单分段接线,共12回线;110 k V为单母线三分段接线,共12回出线;35 k V为单母线六分段接线,共30回出线,6组电容补偿设备,2台站用变。二次设备选用变电站主动化体系,装备微机维护、测控设备等。

 

《GB/T15145-94微机线路维护设备通用技能条件》功率耗费部分对直流电源回路要求是:正常作业时不大于50 W,维护动作时不大于80 W。而经过查阅资料发现现在各大厂家出产的微机维护、测控设备的直流功耗都能满意上述要求,正常时在25~40 W,动作时多在40~60 W。

 

依据变电站规划和直流负荷的巨细,统计在表1中。其间维护设备依照每个馈线每回路1个,220k V主变按每台4个,考虑后备维护。测控设备35 k V不独自考虑。共用部分包括毛病录波3个,维护办理子站1个,GPS设备2个。断路器的跳闸电流依照1.5 A核算。负荷系数悉数参照直流体系规划技能规程中给出的系数进行核算。在负荷统计中,将事端放电时刻分为0~1 min,1~60 min,60~120 min,并对应电流I1、I2、I3,事端放电核算时刻有无人值勤和有人值勤之分。有人值勤主动化负荷依照4 000W核算,无人值勤主动化核算依照3 000 W核算。将表1中的电流数据,参照《电力工程直流体系规划技能规程》给出的直流负荷统计核算时刻表,划分到上述三个时刻段,并累计为I1、I2、I3电流值并汇总至表2。表2求出的各个放电时刻段的直流负荷电流可以直接代入蓄电池容量算法中进行核算。

 

2 蓄电池个数的确认

 

确认蓄电池的个数首要应该考虑两个要素。一个要素是事端放电晚期应保持直流母线的电压值,依照规程放电晚期直流母线电压应该不低于85%标称电压。第二个要素是事端放电晚期答应的每个蓄电池的最低电压值,即中止电压的高低。关于变电站的直流体系负荷,要求电压安稳,电压动摇较小,中止电压取1.80 V。此刻电池个数为:

 

3 HOXIE法核算蓄电池容量

 

国际上广泛选用的是HOXIE核算办法,在国内称为阶梯电流法。此办法概念清楚,核算精度较高。它的原理是保证蓄电池中止电压不低于最低答应电压的条件下来核算蓄电池的容量。

 

HOXIE核算办法的公式如式(2)~(5)所示。因为现在新建变电站多选用阀控式密封铅酸蓄电池,这里从阀控式密封铅酸蓄电池对应的挑选系数表中选取系数代入公式核算,牢靠系数KK取1.4,详细如下:

 

蓄电池容量应等于max{Q1,Q2,Q3}+QR。即公式(2)~(5)中的最大值叠加随机负荷。

 

综上220 k V典型中心站蓄电池容量为:有人值勤变电站核算容量306 Ah,无人值勤变电站核算容量362 Ah。均可挑选容量为400 Ah的蓄电池。

 

4 电压操控法差错剖析及其改善

 

电压操控法蓄电池容量按满意事端全停电状况下的继续放电容量:

 

其间,KCC为容量换算系数,对应于不同放电中止电压和要求的放电时刻。

 

电压操控法的长处是公式上直观简略,可是有的时分会与阶梯电流法的核算成果差异很大。仔细观察就会发现电压操控法的问题所在。在蓄电池核算中要注意的是放电容量应与其对应的容量换算系数相除。所谓对应是指,在T时刻段内的放电容量,应该除以T时刻的容量换算系数。这里的T,应该是一个放电时刻阶段,也便是说T时刻内的负荷电流值应该是一个安稳的量。

 

审视电压操控法的公式可以看出,它是只能核算放电时刻为1 h的蓄电池的容量。而关于部分负荷需求1 h电源,另一部分负荷需求2 h电源的负荷方式,其实存在两个放电时刻阶段,若仍然代入公式(6)进行核算,分母取2 h放电时刻,核算成果就会呈现较大的差错。这是因为其间仅参加榜首个小时放电的负荷电流与分母2 h的系数不对应引起的。

 

依照电压操控法的物理含义,可以将存在1 h放电电流和2 h放电电流的方式进行分化,了解成两个容量的叠加,并将每个容量与其容量系数对应起来。推导出适用于三个放电阶段的电压操控法的核算公式:

 

其间:C2(2 h)为电流I2与时刻2 h的乘积,C3(1 h)为电流I3与时刻1 h的乘积,C2(1 h)为电流I2与时刻1 h的乘积,牢靠系数KK取1.4,KCC从容量系数表中查到,将本文中的数据代入得到:

 

至此电压操控法应依据不同的放电方式选取不同的公式核算,若1 min的冲击电流后,仅有单一放电时刻,则选用公式(6)进行核算。若冲击电流后,尚存在两个放电阶段,即1~60 min负荷电流和60~120 min负荷电流,两个巨细不等的电流则应选用公式(7)进行核算。

 

综上,用改善的电压操控法核算得到220 k V典型中心站蓄电池容量为:有人值勤变电站核算容量代入公式(6)得出306 Ah,无人值勤变电站核算容量代入公式(7),得到362 Ah。均可挑选容量为400 Ah的蓄电池。这与HOXIE的核算成果相仿。

 

5 总结HOXIE与电压操控法的联络

 

一般在核算中,电压核算法的核算容量略小于HOXIE办法的核算容量。这是因为电压输入法疏忽了初始1分钟放电电流耗费的容量。此外,考虑到

 

其间:KCC是电压操控法中运用的容量系数,而KC是电流操控法中运用的容量换算系数,将公式(8)代入公式(4)中,就会发现,电压法是将HOXIE的公式进行了变形得到的,而本质上是一起的。

 

不同点在于,电压法将1 min的核算阶段疏忽,然后简化了核算。因而关于工程上的核算是比较适用的,可是其精确程度不如电流法。此外,电压法只供给了1 h放电的核算公式。尽管本文推导出了2h放电的核算容量公式,可是仍然疏忽了1 min的冲击电流。

 

6 定论

 

本文在直流负荷剖析的基础上,对220 k V典型变电站中心站进行了蓄电池容量核算。本文选用HOXIE和电压操控法两种办法进行核算,一起对两种办法的异同与联络进行了探讨,提出电压操控法的改善和弥补。找到了两种核算办法在原理上的联络,将两种办法核算成果的差错进行了比较。形成较为完好的直流体系容量核算的理论。对220 k V变电站的直流体系规划有必定的有用价值。

 

参阅文献

 

[1]卓乐友.电力工程电气规划手册[M].北京:我国电力出版社,1991.ZHUO Le-you.Electric design manual[M].Beijing:China Electric Power Press,1991.

 

[2]夏红光.110kV归纳主动化变电站蓄电池容量的核算[J].继电器,2004,32(18):64-66.XIA Hong-guang.Capacity calculation of storage battery in110kV integrated automation substation[J].Relay,2004,32(18):64-66.

 

[3]王振动,徐礼达.110kV变电站蓄电池容量的挑选[J].人民长江,2007,38(5):90-91.

 

[4]张殿科,赵树海.蓄电池在线监测仪的研发与运用[J].电力体系主动化,2002,26(9):80-81.ZHANG Dian-ke,ZHAO Shu-hai.Research and application of storage battery on-line monitor[J].Automation of Electric Power Systems,2002,26(9):80-81.

 

[5]黄海宏,王海欣,等.二次放电在线检测蓄电池内阻[J].电力体系主动化,2007,31(15):93-97.HUANG Hai-hong,WANG Hai-xin,et al.Storage battery internal resistance on-line monitor with secondary discharge[J].Automation of Electric Power Systems,2007,31(15):93-97.

 

[6]刘百震.蓄电池组容量挑选的核算办法[J].电力制作,1989(6).

 

[7]鲍慧.蓄电池运转检测与诊断体系[J].电力体系主动化,2002,26(14):70-72.BAO Hui.Monitoring and diagnosing system of storage battery[J].Automation of Electric Power Systems,2002,26(14):70-72.

 

[8]国家电力公司电力规划规划总院.阀控式密封铅酸蓄电池资料汇编[M].北京:我国电力出版社,2001.Electric Power Programming and Design Academy of the State Power.The information compilation of the VRLA battery[M].Beijing:China Electric Power Press,2001.

 

[9]董明,魏秉政.变电站直流体系运转现状及存在问题剖析[J].继电器.2006,34(3):87-89.DONG Ming,WEI Bing-zheng.Analysis of status and questions of DC power source in substation[J].Relay,2006,34(3):87-89.

 

[10]郑宇.220kV变电站直流体系改造实例及问题的处理[J].继电器,2001,29(12):58-59.ZHENG Yu.Innovation on DC system of 220kV substation[J].Relay,2001,29(12):58-59.

 

电池容量 篇7

通讯电源是通讯体系的心脏, 要求牢靠无间断地对通讯设备供电。其电能首要来自电力网络 (市电) 及自备独立电源 (太阳能供电体系及柴油机组等) 。在移动通讯基站的电源体系规划中, 大多数挑选市电做为设备的动力电源, 但跟着移动通讯网络覆盖的不断扩展, 关于处于无市电区域的移动通讯基站往往选用自备独立电源。依据YD5040-2005《通讯电源设备设备工程规划规范》第205条要求:市电引进线路过长或无市电的通讯站, 当年日照时数大于2000h, 负荷小于1kW时, 主用电源宜选用太阳能电源供电。

 

在移动通讯制作的实践进程中, 发现厂商在进行太能电池的容量核算时一般并未依照行业规范中的太阳电池的容量核算, 各厂家依据自己的实践经验均有不同的经验装备。所以, 即便是同一个项目, 不同的厂家也会做出不同的太阳电池容量装备。

 

1 太阳能供电体系简介

 

太阳是一个巨大的动力, 其总辐射能量约为3.75×1020MW。尽管太阳辐射到地球大气层的能量仅为总辐射能的22亿分之一, 但却高达1.73×1011MW, 相当于每秒5×106t规范煤燃烧发生的热能。运用太阳辐射光能 (一次动力) 发电, 按光-电转化器不同, 可分为两种:光-伽伐尼电池 (即光化学电池) 和光生伏打电池 (即太阳能电池, 简称太阳电池) 。本文将着重介绍光生伏打电池体系在移动通讯基站制作中的运用。以下呈现的太阳能供电体系均指光生伏打电池体系。

 

太阳能供电体系一般由太阳电池方阵、储能设备 (蓄电池) 及配电设备 (太阳能操控器) 组成。

 

其作业原理是:白日, 太阳能电池方阵将光能转化成不安稳的直流电能, 电压范围为0-90V (48V体系) , 经过太阳能操控器, 将不安稳的电压变换成安稳的直流电压, 并向负载和蓄电池组充电。夜间, 蓄电池组再将存贮的电能向负载放出。如此往复, 使负载设备一直有电力供应。

 

2 常见的几种容量核算办法

 

太阳电池受自然条件的影响较大, 但在工程实践中核算出的容量一般都为预算值, 在实践装备时需由厂家做模拟试验。

 

下面以一个详细实例来介绍常见的几种办法。假定某地1个移动通讯基站, 其负荷为20A (-48V供电) , 蓄电池后备时刻按接连3个阴雨天 (72小时, 蓄电池容量为2组1000Ah) 考虑。当地的气象地舆条件为北纬30°, 东经90°, 海拔高度为1000m, 水平面全年总辐射量为165kcal/cm2, 装备太阳电池容量。

 

办法一:本办法依照太阳电池方阵面上所接纳到的辐射量来确认太阳电池的容量。核算时需确认单块太阳电池的设备参数, 对其进行有用预算。本例中选取的太阳电池组件为:峰值电压为17V (为12V蓄电池充电) , 峰值电流为2.235A, 峰值功率为38Wp。其核算进程如下:

 

(1) 太阳电池方阵倾角的确认。

 

此办法要求在最佳倾角时, 冬天和夏天的辐射量的差异尽或许小, 而全年总辐射量尽或许大, 二者应当统筹。例如关于高纬度区域, 冬天和夏日水平面辐射量差异较大, 假如依照水平面辐射量进行规划, 则蓄电池的冬天存储量要远大于接连阴雨天的存储量, 形成蓄电池的规划容量和出资糟蹋。挑选了最佳倾角, 太阳电池方阵面上的冬天辐射量之差就会变小, 蓄电池的容量也可以削减, 体系造价下降, 规划更为合理。

 

一般状况下, 咱们可以依据当地纬度由下列联络大略确认固定太阳电池方阵的倾角:纬度0°~25°, 倾角等于纬度;纬度26°~40°, 倾角等于纬度加5°~10°;纬度41°~55°, 倾角等于纬度加10°~15°;纬度大于55°, 倾角等于纬度加15°~20°。

 

则该例的倾角规划值为35°。

 

(2) 由水平面辐射量核算太阳电池方阵平面上的辐射量。

 

一般来讲, 太阳能电池方阵面上的辐射量要比水平面的辐射量高5%~15%不等, 纬度越高, 倾斜面比水平面添加的辐射量越大。最终要将辐射量换算成每日的峰值日照 (有用日照小时数) 。换算公式如下:

 

(1) 假如辐射量的单位是cal/cm2, 则全年的峰值日照小时数=辐射量×0.0116;

 

(2) 假如辐射量的单位是MJ/m2, 则全年的峰值日照小时数=辐射量÷3.6。

 

则该例的太阳电池方阵平面上的辐射量为165kcal/cm2×110%=180kcal/c m2。每日的峰值日照小时数为:180000×0.0116÷365+=5.7h。

 

(3) 太阳电池方阵容量的核算。太阳电池方阵容量的核算其实便是需求确认太阳电池组件的串并联的只数。

 

太阳电池组件串联数=太阳能供电体系的体系电压÷太阳电池板的作业电压;

 

太阳电池组件并联数=负载日耗电 (w h) ÷太阳能体系电压 (V) ÷日峰值日照 (h) ÷太阳能体系功率系数÷太阳能组件作业电流 (A) 。

 

则该例的太阳电池组件的串联数=48÷12=4 (块) ;

 

太阳电池组件的并联数=23040÷48÷5.7÷ (0.9×0.9×0.85) ÷2.235=55 (块) 。

 

上式中, 0.9为蓄电池的库仑充电功率, 0.85为逆变器功率;0.9为20天内太阳电池组件衰降、方阵组合丢失、尘土遮挡等归纳系数。

 

则太阳电池方阵的总功率为: (4×55) ×38=8360Wp。

 

办法二:此办法考虑了蓄电池快速充电时所需求太阳电池容量。

 

式中, P为太阳能电池板功率;

 

J为气候指数 (依据当地气候而定, 一般在1-1.45之间) ;

 

U为体系输出电压;

 

I为负载电流;

 

T为蓄电池继续供电时刻;

 

N为要求补足蓄电池极限能耗的时刻;

 

H为当地每天均匀有用日照时刻;

 

ρ为操控体系功率;

 

将本例中已知条件带入公式P=JU (IT+24NI) /NH。

 

式中, J为气候指数 (取1) ;

 

U为体系输出电压 (48V) ;

 

I为负载电流 (20A) ;

 

T为蓄电池继续供电时刻 (72小时) ;

 

N为要求补足蓄电池极限能耗的时刻 (3天) ;

 

H为当地每天均匀有用日照时刻 (6小时) ;

 

ρ为操控体系功率 (95%) ;

 

式中, P为太阳能电池板功率;

 

VP为单个太阳电池组件在规范测验条件下取得的作业点电压 (V) ;

 

I为负荷电流 (A) , 包括蓄电池自放电弥弥补电电流, 关于铅蓄电池一昼夜内自放电丢失可取额外容量的3%;

 

ηb为蓄电池充电时功率, 铅蓄电池取0.84;

 

T为当地年日照时数 (h) ;

 

Vo为每只蓄电池浮充电压 (V) ;

 

Nb为每组蓄电池只数;

 

V1为串入太阳电池至蓄电池供电回路中的元器件和导线在浮充供电时引起的电压 (V) ;

 

FC为影响太阳电池发电量的归纳批改系数, 一般取1.2~1.5;

 

η为依据当地均匀每天日照时数折合成规范测验条件下光照时数所取的光强校对系数, 一般取0.6~2.3;

 

a为单个太阳电池组件中单体太阳电池的电压温度系数, 其值为-0.002~-0.0022V/℃;

 

t2为太阳电池组件作业温度 (℃) ;

 

t1为太阳电池规范测验温度 (℃) ;

 

NM为单个太阳电池组件中单体太阳电池串联只数。

 

式中, P为太阳能电池板功率

 

J为气候指数, 可以对应式 (2) 中的, 一般近似取为1;

 

V为太阳电池作业电压, 在满意蓄电池浮充电压要求的基础上, 考虑线路回路的压降损耗, 一般取53;

 

H为当地每天均匀有用日照时刻。

 

3 几种容量核算办法的比较

 

由以上的三种核算办法可以看出, 选用不同的办法核算出太阳电池的容量有必定的不同, 下面临这几种办法进行比较。

 

在实践工程中, 榜首种办法是在确认了设备规范后进行的装备, 不适合工程制作;第二种算法充沛考虑了蓄电池的快速充电, 可以保证体系的安全性, 但如在日照最好的条件下会使蓄电池过充电, 对蓄电池寿数形成影响, 另该办法核算容量较大, 工程造价较高;第三种算法在满意设备用电需求, 工程出资最少, 较适合运用在工程规划中。

 

4 结语

 

本文比较了几种常见的太阳电池容量的算法, 得出在规划时太阳电池的功率约为负载功率的7~9倍, 此数值可做为校核核算容量的参阅。

 

参阅文献

 

[1]通讯电源设备设备工程规划规范[J]. (YD5040-2005)

 

电池容量 篇8

跟着电池工业的开展,相应的容量测验技能与规范急需树立与完善。与超级电容电池比较,铅酸蓄电池、锂电池都已有相对完善的容量检测规范,而国内外超级电容电池的检测规范还相对缺乏,电容电池的容量测验并不能简略照搬原有的测验办法。因而提出了超级电容电池容量测验和功率密度测验办法,并规划一种用于电池容量测验的主动化体系,对超级电容电池测验规范的树立有重要的含义,为超级电容电池安全牢靠运转供给技能参阅。

 

1 电池测验规范

 

电池测验规范是点评蓄电池电学功能的规范化文件,是电池规划者和电池出产企业进行电池规划和出产的重要依据,也是电池出产工艺技能和电池检测所需遵从的方针。现在,动力型铅酸蓄电池和锂电池都有相应的规范[6—12],而超级电容电池的检测规范尚未树立,这在必定程度上限制了相关电池企业的开展。现提出了适用于超级电容电池的检测办法以及一套主动化容量测验设备。

 

2 容量测验办法

 

电池容量测验可以反映蓄电池的作业才能以及电池寿数,是预算荷电状况(SOC)、功率密度、能量密度的重要参数,是树立电池测验规范的重要内容。超级电池容量测验可分为:实践容量测验、高倍率放电测验、快速充电测验、容量保存率测验、-15℃低温容量测验、-30℃低温容量测验。

 

在测验进行前,电池需求按规则条件彻底充电。充电进程要求电池处于常温环境,充电进程包括恒压充电和恒流充电两个充电方式,一起需求设置电压、电流上限。表1为超级电容电池容量测验办法阐明,其间,I2标明2小时率电流,单位为安培(A),由下式核算得到:

 

 

式(1)中,C2标明电池的2小时率容量,即电池的额外容量,单位为安时(A·h)。

 

实践容量测验是在表1规则的条件下,对蓄电池进行放电并按式(2)核算出放电容量,即实践容量,单位为A·h,用Ca标明

 

 

式(2)中T为放电继续时刻的数值,单位为小时(h)。式(2)疏忽了温度对电池容量的影响。铅酸蓄电池一般会考虑温度对实践容量的影响,而超级电容电池内部呈固体状况,常温下较小的温度改变对容量的影响可以疏忽。在实践容量测验中放电电流的动摇不得超越规则值的±1%。

 

高倍率放电才能是超级电容电池的一个重要特性。依照表1的办法测验,以4I2电流放电至蓄电池端电压为10.5 V时所继续的时刻不低于15 min。因为可以供给瞬时大电流,超级电容电池可用于给电动助力车供电,市场前景宽广。

 

与动力型锂电池和铅酸蓄电池比较,超级电容电池充电时刻短,可以在30 min内完结充电。表1中给出超级电容电池的快速充电才能测验办法。以4I2安稳电流充电0.5 h可将电池充电至荷电状况不低于80%。

 

在容量保存率测验中,依据式(3)核算容量保存率R:

 

 

式(3)中:R为容量保存率;Cn为静置30 d后测得的实践容量,单位为A·h。

 

-15℃低温容量测验和-30℃低温容量测验按表1规则的条件进行,用放电电流I2乘以放电继续时刻T可核算出蓄电池在不同的温度条件下对应的容量。

 

 

3 功率密度测验办法

 

超级电容电池的另一个长处是具有较高的功率密度。在功率密度测验中,需求丈量蓄电池放电进程中在截止电压10.5 V处的最大电流值[8]。因为被测电流巨细或许超出丈量仪器的丈量范围,而且直接丈量蓄电池放电进程中在截止电压10.5V处的最大电流值相对困难,因而,将最小二乘估计法运用到丈量电池的功率密度测验。在温度(25±2)℃的环境中,依照图1所示每隔10 min顺次进行放电或充电操作,放电或充电的时刻均为10 s。在每次放电第10s时记载电池端电压。用4组放电电流、电压数据拟合放电电流、电压特性曲线,在拟合的特性曲线基础上,取得对应SOC下放电截止电压Vd=10.5 V处的最大放电电流Id,以Vd×Id表征电池的放电功率,该放电功率与电池质量的比值即为功率密度。图1中It=C2,单位A。

 

4 充放电主动测验体系规划

 

在对超级电容电池的测验中,电池端电压、电流、放电时刻是影响电池容量和功率密度的要害参数。规划了一种用于超级电容电池容量测验和功率密度测验的充放电主动测验体系。该体系由硬件电路和充放电操控软件组成。图2显现了超级电容电池充放电主动测验体系原理图,其原理是核算机经过充放电测验软件操控充放电操控器挑选开启或关闭相应的继电器以进行充电或放电操作。一起,核算机经过USB转RS232串口对电子负载、电源设备进行参数设置、数据读取和保存,并实时显现充电或放电进程中电压、电流相关于容量的曲线图。因为在电池外表设备有温度传感器,并在体系中运用了霍尔电压、霍尔电流传感器和高精度16位AD转化芯片,充放电操控器可对电池进行实时温度、电压、电流检测,假如电池外表温度高于预设值65℃则断开相应的继电器中止测验,保证测验进程安全进行。充放电操控软件对充放电进程进行主动操控,完结数据收集与保存并实时显现充放电曲线。

 

5 测验成果与剖析

 

测验中选用一个额外容量20 A·h、额外电压12 V、质量为6.98 kg的超级电容电池。对该电池进行彻底充电后在恒温环境中静置至其外表温度为(25±2)℃,用电子负载以I2=10 A电流进行放电至电池端电压达10.50 V,测得的实践容量为20.40A·h,如图3所示。按表1进行高倍率放电测验中,以4I2=40 A电流进行放电测得的放电容量为14.33 A·h,放电继续时刻为21 min 34 s,这标明超级电容电池具有杰出的大电流放电才能。在充电接受才能测验中,以4I2=40 A电流对电池充电0.5h,依照实践容量测验法测得电池放电容量为19.35(A·h),标明电池能在短时刻内充溢电量,具有优胜的充电才能。在-15℃低温环境中按表1进程测验,以I2=10 A电流进行放电测得-15℃低温容量为14.22(A·h)。在-30℃低温环境中按表1进程测验,以I2=10 A电流进行放电测得-30℃低温容量为9.73(A·h),如图4所示。超级电容电池在低温环境中,电池资料的电化学功能下降,电池容量和电池端电压会随温度下降而下降。因为超级电容电池选用双电层电容器,其内部资料根本上呈固态,在-30℃的低温条件下,仍能释放出40%以上的电量。

 

在功率密度测验中,取It=20 A,将彻底充电的蓄电池的荷电状况调整为70%,进行功率密度测验。图5所示是在SOC=70%的条件下功率密度测验中电池放电特性曲线,该曲线是经过四组放电电流、电压数据选用最小二乘线性拟合得到的。经过核算可得在放电截止电压10.5 V处的最大放电电流为127.38 A,该电池在70%的荷电状况下具有的功率密度为191.62 W/kg。

 

6 定论

 

针对现在超级电容电池的容量和功率密度测验规范尚未树立的现状,提出了运用于该类电池的检测办法与主动测验体系,并进行了容量测验和功率密度测验。试验成果标明提出的超级电容电池容量测验与功率密度测验办法是可行有用的,规划的电池充放电体系完结了测验进程的主动化,并能实时显现测验数据,保存测验成果。所提出的测验办法与体系设备对超级电容电池测验规范的树立有着重要的参阅含义。

 

摘要：动力型超级电容电池的长处是充放电速度快,低温特性杰出,可供给大电流充放电,无污染等,具有杰出的市场前景。现在国内外还没有树立超级电容电池的测验规范,在必定程度上限制了电池工业的开展。总结了相关蓄电池常用的测验规范与规范,在此基础上提出了动力型超级电容电池容量测验和功率密度测验办法并规划了相应的充放电主动测验设备,为往后超级电容电池企业的开展供给重要的测验规范参阅。

 

要害词：超级电容电池,充放电,测验规范,容量测验,主动测验设备

 

参阅文献

 

[1] Wang Y,Luo J,Wang C,et al.Hybrid aqueous energy storage cells using activated carbon and lithium-ion intercalated compounds.J Electrochem Soc,2006;153(8):A1425—A1431

 

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[3] 周向阳,娄世菊,杨娟,等.超级电容电池用炭类负极资料的研讨进展.资料导报,2010;(13):6—9Zhou X Y,Lou S J,Yang J,et al.Recent developments in research on carbon as anode material electrode in super lithium ion capacitor.Materials Review,2010;(13):6—9

 

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[5] 郝美娟,吴立锋,关永,等.超级电容容量动态测验体系规划.核算机工程与规划,2013;34(12):4374—4378Hao M J,Wu L F,Guan Y,et al.Dynamic test system for capacitance of supercapacitor.Computer Engineering and Design,2013;34(12):4374—4378

 

[6] QC/T 743—2006,电动路途车辆用锂离子蓄电池QC/T 743—2006,Lithium-ion batteries for electric road vehicles

 

[7] GB/T 22199—2008,电动助力车用密封铅酸蓄电池GB/T 22199—2008,Sealed lead-acid battery used for electric moped

 

[8] IEC 62660-1-2010:Secondary lithium-ion cells for the propulsion of electric road vehicles-Part 1:performance testing,2010

 

[9] 石世前,陈豪,白恺,等.储能锂电池容量测验技能研讨.华北电力技能,2013;(5):6—8Shi S Q,Chen H,Bai K,et al.Research on capacity test of energy storage lithium battery.North China Electric Power,2013;(5):6—8

 

[10] 石世前,黄仙,白恺,等.电力储能用锂电池容量测验规范研讨.2013年我国电机工程学会年会论文集,2013Shi S Q,Huang X,Bai K,et al.Energy storage lithium battery capacity test standard research.Chinese Society for Electrical Engineering,2013

 

[11] ISO 12405-1:Electrically propelled road vehicles-Test specification for lithium-ion traction battery packs and systems-Part 1:high power applications,2011

 

电池容量 篇9

要害词：微电网,经济调度,蓄电池,容量优化,机组组合

 

0 引言

 

跟着经济的开展,石化动力逐步严重,环境污染日益严重,含有复合式新式动力的微电网技能得到了越来越多的注重与运用。新式复合式电源与传统电源具有很大的不同,其首要特色在于诸如风、光等可再生动力输出的不安稳性与难以调控性。为了保证体系的安全安稳运转,储能设备便成为微电网体系的重要组成部分。

 

研讨人员现已对微电网体系相关问题做出了诸多研讨,文献[1]研讨了光伏发电在微电网中的接入及其动态特性,而且研讨了怎么装备蓄电池以保证光伏发电的杰出输出特性。文献[2]提出了电池容量优化时机束缚规划的数学模型,剖析了散布式电源中风能、太阳能以及用户负载随机特性对蓄电池容量的影响,并用遗传算法求解,取得了杰出作用。可是因为文献所考虑的体系仅仅包括太阳能与风能两种输出彻底随机的电源,因而并不能适应包括多种复合动力的散布式体系。其间文献[3-4]研讨了含有复合式动力微电网的经济调度问题,但文献[4]没有考虑各类燃气机组的开停战略,仅仅解决了负荷的经济分配问题;文献[5]论说了风、水、光互补发电体系的可行性问题。文献[6-10]研讨了传统电网中机组的经济调度问题,并给出了快速、有用的算法,但传统模型与算法并不能很好地解决不行控电源与储能设备的调配问题。

 

微电网体系的安稳性差首要在于负荷的动摇以及风能、太阳能的随机性与难以操控性。为了保证体系的安全安稳运转,储能设备成为微电网的重要组成部分。可是,在一个包括多种复合式动力的体系中,储能设备的容量不但取决于风能、太阳能所占的份额,而且还取决于可以快速反响负荷改变的小型燃气机组。因而关于蓄电池的容量规划应该归纳考虑体系的一切电源影响,本文从体系的能量办理动身,以保证体系的牢靠运转为条件,以整体费用最优为方针,树立了依据经济调度的蓄电池容量优化模型,并以CPLEX为渠道选用混合整数规划法对模型进行求解。该模型以保证体系在各种状况下均能安全经济调度为条件,进而确认最小需求的蓄电池容量。

 

1 依据经济调度的蓄电池容量优化模型

 

体系经济调度包括机组组合与负荷的经济分配,它以体系的运转本钱最低为优化方针,以负荷平衡、网络潮流、机组自身限制(爬坡、最小开停时刻等)为束缚。无论是新动力出力的大幅动摇仍是风、水、光出力与负荷的难以匹配,在经济调度问题中都可以以束缚的方式所存在。理论上,只需经济调度的束缚考虑全面,绝大部分影响体系安全安稳运转的要素都可以纳入其间,这就对依据经济调度为基础的蓄电池容量优化供给了可行性。

 

1.1 优化方针函数

 

因为蓄电池的投入或许会长时刻影响到机组的开停与出力,因而本文仍然选用整体运转费用最低为优化方针,其间加入了蓄电池容量变量,方针函数如式(1)所示。

 

式中:T标明优化时刻所分的时段数,本文取96时段;Si,t是0、1变量,标明机组i在时段t是停运或运转;N标明电源数量;F(pi,t)标明电源在时段t的运转费用;U(pi,t)标明电源在时段t的三态开机费用;c标明蓄电池的容量;β标明对蓄电池容量的经济折算。

 

β的取值关于优化成果至关重要,当β取值过小时,优化方针要点在于前两项,它所代表的物理含义为:在尽量保证体系运转经济性的条件下,尽量节约蓄电池出资;当β取值偏大时,它所代表的物理含义为:在保证体系可以运转的条件下,最小化蓄电池的出资。

 

1.2 体系平衡束缚

 

体系平衡束缚首要是负荷平衡束缚与正负备用束缚,其式如(2),(3)所示。负荷平衡束缚保证了体系不会因为新动力的强制出力而致使体系无解;正负备用束缚则加强了体系抵抗随机动摇的才能。

 

式中:PD,t代表时刻t的体系负荷;Pi,t代表电源i在时刻t的输出功率;Pi,max、Pi,min代表机组i的最大最小输出功率;Pp,t、Pn,t为体系的正负备用需求。

 

1.3 机组自身束缚

 

机组的自身束缚首要包括出力上下限束缚、爬坡束缚、最大开停次数束缚,其式如(4)所示。这里机组的爬坡束缚和最大最小出力束缚很好地保证了燃气等可调度机组以最快的速度呼应负荷与新动力的动摇。

 

1.4 时段耦合束缚

 

时段耦合束缚首要包括最小开停机时刻束缚,其式如(5)所示。

 

式中:ti,on代表机组i的继续运转时刻,必需求大于要求的继续运转时刻ti,up;ti,off代表机组i的继续停机时刻,有必要大于要求的继续停机时刻ti,down。

 

1.5 网络束缚

 

网络束缚首要包括体系潮流平衡,支路功率束缚、线路电压束缚等,其式如(6)所示。

 

式中,Pi、Qi为各个节点有功、无功;fl,t为时段t支路l的有功潮流,它有必要满意支路功率束缚;Ui,t为各节点电压,它需求满意电压上下限束缚。

 

1.6 蓄电池相关束缚

 

蓄电池是散布式发电体系中的特别元件,便是因为它既可以在负荷高峰时作为电源运用,又可以在负荷低谷时做负荷运用,所以它才可以用以加强体系的安全安稳性。它需求满意的束缚如式(7)所示。

 

式中,Pc,t为蓄电池时段t的充电功率,它需求满意充电功率束缚;Pf,t为蓄电池时段t的放电功率,它需求满意放电功率束缚;Ct为蓄电池时段t的存储电量,它需求满意容量束缚;CT为蓄电池在最终时段的存储电量,为了保证下一个调度周期的运用而设定的最小电量保有量。

 

1.7 其他的特别处理

 

(1)太阳能发电、风电、水电为不行调度输出,在模型中以固定出力处理,可是因为猜测值一般具有必定的差错,因而需求考虑必定随机要素的差错,如式(8)所示。

 

(2)热电联产机组,以热定电办法发电,在模型处理上为限制暂时出力上下限,如式(9)所示。

 

式中:Pi,t为热电联产机组在时段t的出力;pi,tmin、pi,tmax为满意热负荷需求的暂时出力上下限。

 

(3)本文不考虑网络的潮流束缚。

 

2 依据CPLEX的混合整数规划法

 

关于该模型的求解,牵涉到机组的开停、出力以及蓄电池容量核算。因为开停可标明为0、1变量,蓄电池也是一整数变量而机组出力为接连变量,因而可以将该问题化为混合整数规划问题。仅有需求解决的为方针函数中的运转费用问题,因为一般运转费用为机组出力的二次函数,本文选用的处理办法即为分段线性化,这样整个问题就为规范的混合整数规划问题,可以借助于老练的商业软件CPLEX进行求解。

 

3 算例及其剖析

 

本文选用的算例扩展于文献[3],其间包括一台太阳能机组、一台风力机组,一台水电机组,一台热电联产机组、一个燃料电池、一个蓄电池以及3台小型燃气机组。各电源运转费用为二项式标明,自变量为机组出力,因变量为运转费用。本文选用的核算时段数为96。体系负荷如图1所示。

 

本文仿真核算了多种状况下的蓄电池最优容量:在优化方针中考虑了不同的β取值所取得的优化成果;在新动力出力中考虑了不同份额新动力所取得的优化成果。

 

(1)中小份额新动力体系以保证出资最小的容量优化

 

此刻,体系的风、水、光等可再生动力所占体系动力需求的份额较小,不到30%,而且将蓄电池经济折算系数β取较大值1,它标明在保证体系运转的条件下,最小化出资。仿真核算标明,此刻蓄电池的优化成果为0。即在不投入蓄电池的条件下,体系仍然可以安稳运转。图2为此刻3台燃气机组的出力,从图中可以看出因为新动力所占份额不大,负荷的动摇根本由燃气机组承当即可。

 

(2)中小份额新动力体系以保证运转最优的容量优化

 

此刻,体系的风、水、光等不行再生动力所占体系动力需求的份额仍然较小,只是此刻蓄电池的经济折算系数β取较小值0.001,他标明侧重于运转的最优化而非蓄电池的出资最小化。仿真核算标明,蓄电池最优容量为50 k Wh。此刻三台燃气机组以及蓄电池的出力如图3所示。从图示出力可见,因为蓄电池运转本钱低,而又不太考虑蓄电池的出资,因而此刻三台燃气机组总是尽量地保持在最优出力点,出力比较平稳,而负荷的动摇则由蓄电池予以承当。

 

(3)大份额新动力体系以保证出资最小的容量优化

 

此刻太阳能、风能、水能供给的总能量抵达体系能量总需求的近50%。因为新动力发电功率增大,在热电联产的一起作用下,负荷低谷期发电功率现已超越了体系负荷需求,另一方面因为新动力的动摇更为剧烈,燃气机组无法快速跟从,因而不投入蓄电池现已无法满意一切束缚,致使体系无解。

 

当取较大β时,此刻蓄电池的作用只为保证体系的安全安稳运转。仿真核算的成果为2 k Wh。此刻的三台燃气机组与蓄电池的出力如图4所示。从图示出力可知,此刻蓄电池彻底作为辅佐元件运转,出力无任何规律可寻。而此刻尽管可作调度方案,但三台燃气机组出力动摇很大,且多次开停,这大大加大了其调控的难度,并不利于体系运转。

 

(4)大份额新动力体系以保证运转最优的容量优化

 

此刻太阳能、风能、水能供给的总能量抵达体系能量总需求的近50%,为了使得调度方便,以保证运转经济性为条件,因而取较小的β值。仿真核算得到此刻的最优容量为40 k Wh。机组与蓄电池的出力如图5所示。从图示出力可以看出,此刻燃气机组C没有发动,而燃气机组A、B也只是在负荷高峰时呈现了动摇,且防止了机组的多次开停。而为何达不到图3的滑润作用,究其原因在于蓄电池的输出功率受限,假如加大蓄电池的输出功率,则同样可以滑润机组A、B的出力。

 

综上所述可得,从体系经济调度而言,包括多种复合式动力的微电网体系,并非都需求蓄电池的参加,这与系动力所占份额有关。可是蓄电池的参加可以有用地加强体系关于新动力的接受才能,并使得燃气机组的出力滑润削减燃气机组的开停次数,下降燃气机组的运转难度。

 

4 定论

 

本文从微电网的经济调度动身,提出了依据经济调度的蓄电池容量优化模型,并运用混合整数规划法对模型进行求解,研讨核算了多种状况下的蓄电池最优容量装备,得出了以下定论:1)蓄电池的容量规划需求考虑到其对体系经济调度的影响,它对机组的开停与出力均能形成必定的影响;2)当体系新动力所占份额较小时,没有蓄电池的参加体系仍然可以运转;3)当体系新动力所占份额较大时,必定需求储能设备的参加,而且其容量的巨细会直接影响到其他机组的出力曲线。