序
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储能已经成为新能源电力系统及载运工具不可或缺的核心技术,也是实现“双碳”目标的有力抓手。随着储能系统应用规模的不断扩大,储能关键装备及系统的安全管理工作愈发重要。储能关键设备老化、保养不及时等问题会导致本体故障;在极端运行工况下,储能装备可靠性降低将导致系统整体失控。因此,如何结合大数据挖掘与人工智能方法,实现数字化与智能化科学管理,提高储能系统无线电传输控制方法、充放电优化策略、容量配置等关键技术水平,充分发挥数据核心价值,提升储能装备的管理效率,实现能量均衡传输、精确调整以及模块故障及时检测,促进绿色智能化转型,已成为储能关键装备技术发展的必由之路。为促进这一领域优秀学术成果交流,《电气工程学报》编辑部于2023年4月启动了“储能关键装备数字化智能安全管理技术”专栏的征文、审稿、编辑和出版工作。
本次专栏征稿过程中,得到了国内储能领域专家学者的热心关注和踊跃投稿,体现了当前我国在储能系统无线电能传输控制方法、储能关键装备数字化智能安全管理技术、新能源汽车储能系统快速充电优化策略、新能源汽车储能系统大数据挖掘故障诊断方法等方面的最新研究进展。经过同行专家严格评审,本专栏最终录用12篇论文。
为了实现电池储能系统的安全管理,论文《从电池管理到电化学数学电源》以模型、测量和管理三个层面为核心阐述了当前电池管理技术的现状,并提出了电化学数字电源的概念以助力电化学储能的应用;论文《新能源汽车储能系统快速充电策略研究综述》总结了各种传统充电方法的优缺点,并根据应用场景优化目标的不同归纳了快充策略的应用,同时总结了电池内部的电极材料、电解质和电极/电解质界面对快充性能的影响及不同材料的改良措施;论文《锂离子电池健康状态估算方法研究进展》介绍了电池的老化机制和SOH概念,同时阐述了实验法、基于模型、数据驱动和融合方法状态估算的特点以及实际应用的优势及局限性。
为了实现混合储能系统的能量调度优化,论文《考虑冷热电多能流的混合储能系统三阶段能量优化调度策略》基于混合储能系统在稳定功率波动和延长储能寿命方面的优势,提出了三阶段能量优化调度下超级电容的控制方法,用以改善功率响应特性,延长储能电池的寿命并减少碳排放;论文《基于CEEMDAN功率分解的火电厂混合储能容量优化配置》通过CEEMDAN进行功率分解,以综合成本最小为目标进行了飞轮电池、蓄电池混合储能系统的功率与容量配置,提高了火电机组供电的可靠性和经济效益;论文《高铁新能源混合储能系统低碳经济优化运行研究》提出一种混合储能系统能量管理策略,建立钒电池和超级电容数学模型,通过优化钒电池停止充放电阈值与储能容量配置参数,实现了混合储能系统低碳经济运行。
为了实现储能系统应用负荷及容量的精准预测,论文《基于双模态分解的发电站母线短期负荷预测》提出一种基于双模态分解、深度学习和注意力机制的负荷预测模型,通过对输入数据进行模态分解、聚类分析并优化,作为长短期记忆网络的输入,提高了电站负荷的预测精度;论文《基于支持向量机与改进高斯过程混合模型的车用电池容量预测方法》利用实车数据,提出一种基于支持向量机与改进高斯过程的混合模型,实现了车用电池容量的准确预测;论文《融合数据驱动和充电行为的电动汽车能耗预测方法》提出一种考虑充电行为的多模态融合能耗预测方法,基于实车稀疏数据和有限参数能耗计算模型,利用长短期记忆循环神经网络,提高了同款车辆多应力条件下能耗预测的精度。
为了更准确描述储能电池的老化状态,论文《锂离子电池全寿命周期个性化退役与评价方法》以容量衰退梯度和SOH为特征,提出了一种全新的健康状态评价指标-电池容量跳水度,评价电池使用过程中非线性老化现象;论文《基于多参量的动力电池剩余使用价值定义与评价方法》通过考虑健康状态、剩余寿命、容量衰减等特征,采用熵权法对各指标进行客观赋权,通过最大最小法,综合定义并评估电池剩余使用价值;论文《基于膨胀应力的锂离子电池剩余使用寿命预测》通过提取电池膨胀应力信息,分析可逆应力与不可逆应力与电池容量的关系,实现了电池剩余使用寿命的快速准确预测。
衷心感谢各位同行、审稿专家以及《电气工程学报》编委会和编辑部的辛勤工作,通过本专栏论文的出版,期望能够为从事相关研究的专家学者提供参考并有所启发,从而共同推动储能系统及关键设备的创新和关键技术的突破。
客座编辑:
2024年1月