【摘要】：現如今,國家正在大力發(fā)展以風電、光伏發(fā)電等新能源為代表的清潔能源。但隨著新能源裝機容量的不斷增大,加之其受自然條件變化影響較大,新能源并網大大降低了電網的頻率穩(wěn)定性。儲能電池具有較強的平抑頻率變化的能力,由其組成的儲能電站與新能源聯(lián)合運行時能夠實現頻率的“削峰填谷”。鈉硫電池作為一種應用前景廣闊的二次電池其發(fā)展緩慢,國內相關研究機構少之又少,故亟需研制一套與鈉硫電池參數、運行條件相匹配的電池監(jiān)控系統(tǒng),以供其試驗、運行使用,并且應該對其并網后平抑頻率變化的效果進行有效評估。依托鈉硫電池平臺,本文主要做了以下工作:根據電池的各項參數以及現場實際連接情況,在確定監(jiān)控需求與精度要求的基礎上,對監(jiān)控系統(tǒng)的總體架構進行了設計。研制的鈉硫電池監(jiān)控系統(tǒng)由下位機與上位機兩個部分所構成。下位機主要實現了單體電池信息數據的采集與發(fā)送、主回路信息的獲取以及繼電保護功能。為了保證系統(tǒng)的安全運行,在主回路中還設計了反饋電路,以確保繼電保護電路的可靠動作。通過現場實測的電池數據,分別分析了單體電池信息、主回路信息的數據誤差,計算結果表明,測量精度符合預期要求。上位機主要實現了人機交互界面的開發(fā)。設計的不同功能界面分別實現了電池信息顯示、電池運行并網輔助設備(爐溫控制器、雙向逆變器)的信息顯示與控制、數據存儲與查看等功能。此外,為了能夠使電池順利充放電,還增加了SOC估算和電池數據簡單匯總統(tǒng)計功能,同時為了方便現場工作人員,相關界面還設計了一些易于控制的按鈕和便于觀察監(jiān)控系統(tǒng)狀況的顯示模塊。在制定監(jiān)控系統(tǒng)運行策略后,分析了逆變器無功補償方案。為了評估鈉硫電池并網后調頻效果,深入分析并建立了電網一次、二次調頻的相關模型,特別地,根據鈉硫電池各項參數及運行數據建立了相應的仿真模型。利用建立的模型分別搭建了不同模式下的儲能-火電、儲能-風電聯(lián)合運行機組,仿真結果表明,鈉硫電池與其他發(fā)電機組聯(lián)合運行時,其對電網頻率的平抑效果出色。最后根據精確的數據統(tǒng)計與分析,對鈉硫電池的調頻應用前景進行了分析。研制的鈉硫電池監(jiān)控系統(tǒng)實現了電池的測試及試運行,仿真結果也表明了其具有較好的頻率調節(jié)功能。
【圖文】：

(a) (b)圖 1-2 電池監(jiān)控系統(tǒng)產值分析。(a) 自主新能源車產值圖；(b) 監(jiān)控系統(tǒng)產值圖在圖 1-2 中，左圖是自主品牌新能源汽車在 2025 年將會達到的比例，，右圖是電池監(jiān)控系統(tǒng)成本在整車成本中所占比例。

鈉硫電池結構示意圖
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM912

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本文編號：2666160