隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和國家政策的支持,光伏發(fā)電已經(jīng)成為新能源行業(yè)的熱門研究方向。鋰電池作為一種可循環(huán)使用的綠色儲(chǔ)能單元,在重量、儲(chǔ)能容量、壽命等方面都具有顯著優(yōu)勢,是無人光伏充電站的理想儲(chǔ)能模塊。對鋰電池的壽命進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測,可以為無人光伏充電站的運(yùn)行提供重要的健康信息,減少和避免因鋰電池導(dǎo)致的安全事故。本文通過對無人光伏充電站鋰電池壽命預(yù)測方法進(jìn)行研究,提出了兩種鋰電池壽命預(yù)測方法,并設(shè)計(jì)了相應(yīng)的壽命預(yù)測軟件系統(tǒng),對預(yù)測結(jié)果進(jìn)行直觀展示。主要完成的工作如下:1.針對無人光伏充電站電池管理系統(tǒng)的監(jiān)測數(shù)據(jù)種類繁多,訓(xùn)練數(shù)據(jù)選取復(fù)雜,難以準(zhǔn)確進(jìn)行鋰電池壽命預(yù)測的問題,利用支持向量機(jī)（Support Vector Machine,SVM）和相空間重構(gòu)來構(gòu)建預(yù)測模型,降低了數(shù)據(jù)選擇的復(fù)雜度,提升了壽命預(yù)測的準(zhǔn)確性。針對SVM參數(shù)選擇困難的問題,通過改進(jìn)的粒子群優(yōu)化（Improved Particle Swarm Optimization,IPSO）算法對模型的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,提出一種相空間重構(gòu)的IPSO-SVM鋰電池壽命預(yù)測方法,整體上提升了預(yù)測的準(zhǔn)確率。2.針對實(shí)際工程應(yīng)用中,實(shí)時(shí)的電池容量數(shù)據(jù)獲... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

我國及世界能源結(jié)構(gòu)分布圖

無人光伏充電站及其儲(chǔ)能鋰電池分析92無人光伏充電站及其儲(chǔ)能鋰電池分析2.1無人光伏充電站的結(jié)構(gòu)與功能作為新能源產(chǎn)業(yè)的重要部分，無人光伏充電站由于其運(yùn)維成本低和經(jīng)濟(jì)環(huán)保等特點(diǎn)，是未來重要的發(fā)展方向。本節(jié)主要對其展開研究，首先介紹了無人光伏充電站各部分組成及相關(guān)功能，然后對光伏組件的工作原理及相關(guān)特性進(jìn)行了描述，最后對充電站的能量流動(dòng)模型和相關(guān)儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行了研究。2.1.1無人光伏充電站組成及各組件功能目前無人光伏充電站的組成主要包括光伏組件、蓄電池組、充電樁及相關(guān)強(qiáng)電變換器等�？傮w結(jié)構(gòu)如圖2-1所示：圖2-1無人光伏充電站的組成結(jié)構(gòu)圖Fig.2-1Compositionandstructurediagramofunmannedphotovoltaicchargingstation光伏組件利用其相關(guān)光電特性，完成太陽能到不穩(wěn)定直流電的轉(zhuǎn)換過程，經(jīng)過DC/DC變換器可以繼續(xù)轉(zhuǎn)換為能夠被其他負(fù)載利用的穩(wěn)定直流電，可以為蓄電池充電或者經(jīng)過DC/AC逆變器將所轉(zhuǎn)換的交流電輸送到電網(wǎng)中，蓄電池可以為充電樁提供所需電能。各組件的詳細(xì)功能介紹如下。光伏組件：無人光伏充電站的主要能量來源，實(shí)現(xiàn)太陽能到電能的轉(zhuǎn)化，由眾多太陽能電池構(gòu)成，其主要材料為半導(dǎo)體。DC/DC變換器：可以將光伏組件把太陽能轉(zhuǎn)換的不穩(wěn)定直流電進(jìn)行轉(zhuǎn)換，將其轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電，以供相關(guān)負(fù)載使用。DC/AC逆變器：可以完成直流電到交流電的轉(zhuǎn)化，并將無人光伏充電站多出的部分電能轉(zhuǎn)化為符合國家電網(wǎng)要求的標(biāo)準(zhǔn)交流電，從而輸送到電網(wǎng)中。充放電控制器：可以對蓄電池組的充放電過程進(jìn)行控制，保證充放電的電流和電壓符合安全標(biāo)準(zhǔn)，是無人光伏充電站的一大安全保障。

暈?履茉闖檔認(rèn)喙馗涸亟?諧淶紓?經(jīng)濟(jì)環(huán)保。蓄電池組：無人光伏充電站的重要組成部分，可以完成無人光伏充電站的電能儲(chǔ)存與輸出任務(wù)，保證充電站的能量循環(huán)。監(jiān)控管理系統(tǒng)：可以對無人光伏充電站的運(yùn)行狀態(tài)和各項(xiàng)指標(biāo)功能及各組件的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測，保證無人光伏充電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行。2.1.2光伏組件的工作原理作為無人光伏充電站的主要能量來源，對其工作原理進(jìn)行研究，采取一定的措施讓光伏組件產(chǎn)生最大的能量，保持無人光伏充電站具有充足的電量產(chǎn)生，滿足充電樁等相關(guān)負(fù)載的正常能量使用是很有必要的，工作原理如圖2-2所示：圖2-2光伏組件的工作原理圖Fig.2-2Workingprinciplediagramofphotovoltaicmodules太陽能電池板作為光伏組件的根基，由大量太陽能電池組合構(gòu)成，通過一定的電路排列，利用半導(dǎo)體材料特性來完成電能的轉(zhuǎn)化。當(dāng)光照條件良好時(shí)，光伏組件受到照射后在其內(nèi)部會(huì)發(fā)生相關(guān)物理變化過程。這會(huì)造成PN結(jié)中產(chǎn)生大量空穴的電子對，由于內(nèi)部電場的作用，空穴和電子分別向半導(dǎo)體材料的P區(qū)和N區(qū)進(jìn)行移動(dòng)，從而在太陽能電池的兩極產(chǎn)生電壓且P區(qū)為正電，電流從P區(qū)流出經(jīng)過相關(guān)負(fù)載流向N區(qū)。經(jīng)過這一過程，光伏組件就完成了發(fā)電的任務(wù)。由文獻(xiàn)[53]可知，在日照強(qiáng)度較高和光伏組件溫度較低時(shí)，光伏組件具有較大的輸出功率。除此之外，相關(guān)負(fù)載對光伏組件的輸出功率也有影響，需要DC/DC變換器來對相關(guān)阻抗進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而保證光伏組件具有較高的能量輸出[54]。2.1.3無人光伏充電站的能量流動(dòng)模型在無人光伏充電站中，光伏組件可以產(chǎn)生電能，蓄電池組可以存儲(chǔ)和釋放電能，充電樁等負(fù)載可以消耗電能，在以上各個(gè)組件處于不同的狀態(tài)時(shí)，無人光伏充電站的能量流動(dòng)方向是不同的，大致可以分為4種，如圖2-3所示：

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]2019年能源環(huán)境發(fā)展形勢及2020年展望[J]. 郭敏曉,楊宏偉.  中國能源. 2020(03)
[2]基于嵌入維的時(shí)間序列預(yù)測方法的實(shí)現(xiàn)與應(yīng)用[J]. 胡仁飛.  數(shù)字通信世界. 2019(10)
[3]充電樁市場前景可期研究[J]. 李曌.  商訊. 2019(26)
[4]改進(jìn)粒子群優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輪轂分類算法[J]. 葛艷,劉杏杏,謝俊標(biāo).  中國科技論文. 2019(07)
[5]國際能源科技領(lǐng)域新進(jìn)展與啟示建議[J]. 陳偉,郭楷模,岳芳.  世界科技研究與發(fā)展. 2019(02)
[6]基于免疫遺傳算法的動(dòng)力電池SOC估計(jì)研究[J]. 楊云龍,徐自強(qiáng),吳孟強(qiáng),張大慶.  計(jì)算機(jī)測量與控制. 2018(12)
[7]我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)推廣政策梳理[J]. 羅瑞琦.  現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè). 2019(03)
[8]全國首個(gè)電動(dòng)汽車高原光伏充電站試運(yùn)行[J]. 趙越.  電動(dòng)自行車. 2017(10)
[9]基于相空間重構(gòu)和高斯過程回歸的短期負(fù)荷預(yù)測[J]. 顧熹,廖志偉.  電力系統(tǒng)保護(hù)與控制. 2017(05)
[10]新能源光伏汽車充電站發(fā)展現(xiàn)狀與分析[J]. 王盛強(qiáng),李婷婷.  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2016(02)

博士論文
[1]數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的鋰離子電池剩余壽命預(yù)測方法研究[D]. 王帥.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于RVM的鋰離子電池剩余壽命預(yù)測方法研究[D]. 周建寶.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的鋰離子電池壽命預(yù)測研究[D]. 李向南.電子科技大學(xué) 2019
[2]基于光伏發(fā)電模式的電池儲(chǔ)能管理系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)[D]. 鄒佩.電子科技大學(xué) 2019
[3]電動(dòng)汽車充電站無功補(bǔ)償?shù)难芯縖D]. 崔紀(jì)永.東北石油大學(xué) 2016
[4]基于粒子濾波的鋰離子電池剩余壽命預(yù)測方法研究[D]. 羅悅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012



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