КВАЗИДИНАМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СТАРЕНИЯ ЕМКОСТИ Li-ION НАКОПИТЕЛЕЙ

П.Ю. Губин; К.В. Рындина; A.A. Нестеров

doi:10.14529/power200107

Авторы

П.Ю. Губин Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург
К.В. Рындина Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. Екатеринбург
A.A. Нестеров ГК РТСофт-СГ, г. Екатеринбург

DOI:

https://doi.org/10.14529/power200107

Ключевые слова:

система накопления электроэнергии, деградация, старение, моделирование, Li-Ion накопитель электроэнергии, уровень заряда, глубина разряда, цикл работы накопителя

Аннотация

На сегодняшний день Li-Ion накопители электроэнергии представляются все более интересными с точки зрения применения их в электроэнергетике. Появляется новый спектр задач, которые могут быть решены с использованием данного типа устройств, а именно: сокращение затрат на электропотребление, снижение максимумов нагрузок в пиковые часы для выполнения требований к пропускной способности сети, применение в системах возобновляемой генерации. При этом пренебрежение сравнительно быстрым и необратимым старением таких систем приводит к чрезмерно оптимистичным экономическим и техническим оценкам их внедрения, что обуславливает необходимость учета старения систем накопления.

В данной статье предложена методика квазидинамического моделирования деградации Li-Ion накопителей, которая позволяет в отличие от прочих на стадии предварительного анализа оценивать степень старения систем с неравномерным графиком заряда и разряда, и приведены результаты ее апробации.

Скачивания

Данные скачивания пока недоступны.

Библиографические ссылки

Milano F., Manjavacas A.O. Converter-Interfaced Energy Storage Systems. 1st ed. Cambridge, Cambridge

University Press, 2019.

Rufer A. Energy Storage Systems and Components. 1st ed. Boca Raton, CRC Press Taylor and Francis

Group, 2018.

Kuznetsova N.D., Mitrofanov S.V. [Analysis of the effectiveness of application of different types of stor-

age batteries in autonomous power systems]. Bulletin of Perm National Research Polytechnic University.

Electrotechnics, Informational Technologies, Control Systems, 2018, no. 25, pp. 48–57. (in Russ.)

Alotto P., Guarnieri M., Moro F. [Redox flow batteries for the storage of renewable energy]. Renewable

and Sustainable Energy Reviews, 2014, vol. 29, pp. 325–335. DOI: 10.1016/j.rser.2013.08.001

Slepcov M.A., Nagajcev V.I., Komarov V.G., Banakin A.V. [Review of the status and perspectives of electric

drive autonomous transport]. Bulletin of Moscow Power Engineering Institute, 2016, no. 4, pp. 21–28. (in Russ.)

Raubal' E.V., Rashevskaya M.A., Gamazin S.I., Loginova S.V. [Perspectivies of storage battaries to

be used in terms of power network 0.4 kV]. Bulletin of Moscow Power Engineering Institute, 2013, no. 3, pp. 55–57.

(in Russ.)

Lykin A.V. [Assessment of the reduction of energy losses using network energy storage]. Sectors of

the economy: problems and development perspectives. Infrastrukturnye otrasli ekonomiki: problemy i perspektivy

razvitiya: sb. materialov 18 Vseros. nauch.-prakt. konf, 2018, pp. 218–224. (in Russ.)

Nikitin D.V., Kuznecov O.N. [Application of storage systems in the electrical power industry]. Electricity,

, no. 9, pp. 52–60. (in Russ.)

Rybalko A.Ya., Dybrin S.V. [Optimal capacity of the energy storage to decrease peak load]. Mountain

Information and Analysis Bulletin, 2008, no. 8, pp. 356–361. (in Russ.)

Mercier P., Cherkaoui R., Oudalov A. Optimizing a Battery Energy Storage System for Frequency Con-

trol Application in an Isolated Power System. IEEE Transactions on Power Systems, 2009, vol. 24, iss. 3,

pp. 1469–1477. DOI: 10.1109/tpwrs.2009.2022997

Delacourt C., Safari M. Mathematical Modeling of Aging of Li-Ion Batteries. Physical Multiscale

Modeling and Numerical Simulation of Electrochemical Devices for Energy Conversion and Storage, 2016. DOI:

1007/978-1-4471-5677-2_5

Troltzsch U., Kanoun O., Trankler H.-R. Characterizing aging effects of lithium ion batteries by impedance.

Electrochimica Acta, 2005. Vol. 51, iss. 8–9, 20 January 2006, pp. 1664–1672 DOI: 10.1016/j.electacta.2005.02.148

Spotnitz R. Simulation of capacity fade in lithium-ion batteries. Journal of Power Sources, 2003, iss. 113,

pp. 72–80. DOI: 10.1016/s0378-7753(02)00490-1

Stroe D.I., Swierczynski M., Stroe A.I., Teodorescu R., Laerke R., Carne Kjaer P. Degradation Behavior

of Lithium-Ion Batteries based on Lifetime Models and Field Measured Frequency Regulation Mission Profile.

IEEE Transactions on Industry Applications, 2016, vol. 52, iss. 6, pp. 5009–5018. DOI: 10.1109/tia.2016.2597120

Timmermans J.-M., Nikolian A., De Hoog J. et al. Battaries 2020 – Lithium-ion battery first and se-

cond life ageing, validated battery models, lifetime modelling and ageing assessment of thermal parameters.

th European Conference on Power Electronics and Applications (EPE'16 ECCE Europe), 2016. DOI:

1109/epe.2016.7695698

Stroe D.I., Swierczynski M., Stan A.-I., Teodorescu R., Andreasen S. J. Accelerated lifetime testing meth-

odology for lifetime estimation of Lithium-ion batteries used in augmented wind power plants. IEEE Transactions on Industry Applications, 2014, vol. 50, iss. 6, pp. 4006–4017. DOI: 10.1109/tia.2014.2321028