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构建直流连接混合实虚储能系统的通用建模框架
Developing a Universal Framework for Modeling DC-Connected Hybrid Real and Virtual Energy Storage Systems
| 作者 | Derek Jackson · Yue Cao |
| 期刊 | IEEE Transactions on Energy Conversion |
| 出版日期 | 2024年10月 |
| 技术分类 | 储能系统技术 |
| 技术标签 | 储能系统 |
| 相关度评分 | ★★★★★ 5.0 / 5.0 |
| 关键词 | 混合储能系统 通用建模框架 直流/直流转换器 系统设计分析 通用模型理论 |
语言:
中文摘要
本文提出了一种用于混合储能系统的通用建模框架。该框架能够对各种类型的储能进行建模,包括实际储能和虚拟储能。混合系统采用以各种拓扑结构连接的电力电子设备来协调多个储能装置的运行,此框架将其归纳为一个单一的开关平均模型。研究表明,多种常见的直流/直流转换器类型都与该框架兼容。该通用模型旨在通过识别混合拓扑结构、转换器运行和储能动态的共性,简化系统设计与分析,从而聚焦于整体系统行为和能量带宽要求。广义参数可转换为实际值以继续系统设计过程。本文着重阐述了通用模型的理论。通过将仿真结果与已验证的物理开关模型进行对比,模型演示证明了该框架的有效性。
English Abstract
A universal modeling framework for hybrid energy storage systems is proposed. The framework can model various energy storage types, both real and virtual. Hybrid systems employ power electronics connected in various topologies to coordinate the operation of multiple storages, which this framework generalizes into a single, switching-averaged model. Multiple common dc/dc converter types are shown to be compatible with this framework. The universal model aims to simplify system design and analysis by recognizing the commonalities of hybrid topologies, converter operation, and storage dynamics to focus on the overall system behavior and energy bandwidth requirements. The generalized parameters can be transformed into real values to continue the system design process. This paper focuses on defining the theory of the universal model. A demonstration of the model shows the framework's validity by comparing simulation results to the proven physics switching models.
S
SunView 深度解读
从阳光电源的业务视角来看,这项混合储能系统通用建模框架具有重要的战略价值。该框架通过统一的开关平均模型整合了多种储能类型和拓扑结构,这与我们在储能系统集成领域的核心需求高度契合。
在产品开发层面,该框架能够显著缩短我们混合储能系统的设计周期。目前阳光电源的储能解决方案需要针对不同应用场景(如光储一体化、风储协同、独立储能电站等)分别建模仿真,这项技术通过识别混合拓扑、变换器运行和储能动态的共性,可以建立标准化的系统分析流程。特别是其兼容多种DC/DC变换器类型的特性,与我们现有的模块化逆变器产品线形成良好互补。
从技术应用前景看,该框架对"虚拟储能"的建模能力尤为关键。随着我们深入布局氢储能、飞轮储能等新型储能技术,以及探索需求响应等虚拟储能资源,这种通用建模方法能够帮助我们快速评估不同储能组合的能量带宽特性和经济性,优化系统配置。
然而,技术挑战也不容忽视。论文侧重理论框架和仿真验证,但从通用模型到实际工程参数的转换精度、在大规模储能电站中的计算效率、以及与我们现有EMS能量管理系统的集成适配性,都需要深入验证。此外,该框架能否充分考虑储能系统的热管理、安全防护等工程约束,也是实际应用的关键。
建议我们的研发团队跟踪该技术方向,探索将其整合到内部仿真平台的可行性,这将提升我们在复杂混合储能系统设计上的竞争优势。