view in publisher's site

Standard battery energy storage system profiles: Analysis of various applications for stationary energy storage systems using a holistic simulation framework

Highlights•The energy management has a huge impact on the performance of the storage system•The number of full equivalent cycles varies from 4 to 310•The efficiency from varies from 81% to 97%•The characteristics shown are essential for the design of the storage systemAbstractLithium-ion batteries are used for both stationary and mobile applications. While in the automotive industry standard profiles are used to compare the performance and efficiency of competing vehicles, a similar comparative metric has not been proposed for stationary battery energy storage systems. Because standard profiles are missing, the comparable evaluation of different applications with respect to efficiency, long-term behavior and profitability is very difficult or not possible at all. This work presents a method to create these standard profiles and the results are available as open data for download. Input profiles including frequency data, industry load profiles and household load profiles are transformed into storage profiles including storage power and state of charge using a holistic simulation framework. Various degrees of freedom for the energy management system as well as for the storage design are implemented and the results are post-processed with a profile analyzer tool in order to identify six key characteristics, these being: full-equivalent cycles, efficiency, depth of cycles, resting periods, number of changes of sign and energy throughput between changes of sign. All applications examined in this paper show unique characteristics which are essential for the design of the storage system. E.g., the numbers for annual full-equivalent cycles vary from 19 to 282 and the efficiency lies between 83% and 93%. With aid of this work in conjunction with the open data results, users can test and compare their own cell types, operation strategies and system topologies with those of the paper. Furthermore, the storage power profiles and state of charge data can be used as a reference for lifetime and profitability studies for stationary storage systems.Graphical abstractDownload : Download high-res image (221KB)Download : Download full-size image

پروفایل های سیستم ذخیره انرژی باتری: تحلیل کاربردهای مختلف برای سیستم‌های ذخیره‌سازی انرژی ثابت با استفاده از یک چارچوب شبیه‌سازی جامع

نکات برجسته: مدیریت انرژی تاثیر زیادی بر عملکرد سیستم ذخیره دارد * تعداد چرخه‌های معادل کامل از ۴ تا ۳۱۰ % متغیر است * خصوصیات نشان‌داده‌شده برای طراحی باتری‌های لیتیوم - یونی برای کاربردهای ثابت و هم متحرک مورد استفاده قرار می‌گیرند. در حالی که در صنعت خودرو، پروفایل های استاندارد صنعت خودرو برای مقایسه عملکرد و کارایی وسایل نقلیه در حال رقابت مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما یک معیار تطبیقی مشابه برای سیستم‌های ذخیره انرژی باتری ثابت پیشنهاد نشده است. از آنجا که پروفایل های استاندارد کم هستند، ارزیابی قابل‌مقایسه کاربردهای مختلف با توجه به بهره‌وری، رفتار بلند مدت و سودآوری بسیار دشوار است و یا اصلا ممکن نیست. این کار روشی برای ایجاد این پروفایل های استاندارد ارائه می‌دهد و نتایج به عنوان داده‌های باز برای دانلود در دسترس هستند. پروفایل های ورودی شامل داده‌های فرکانس، پروفایل بار صنعت و پروفایل بار خانوار به پروفایل های ذخیره‌سازی از جمله قدرت ذخیره‌سازی و حالت شارژ با استفاده از یک چارچوب شبیه‌سازی جامع تبدیل می‌شوند. درجات مختلفی از آزادی برای سیستم مدیریت انرژی و همچنین برای طراحی انبار اجرا می‌شود و نتایج با یک ابزار تحلیل گر پروفایل پردازش می‌شوند تا شش ویژگی کلیدی را شناسایی کنند، این موارد عبارتند از: چرخه‌های کامل - معادل، بازدهی، عمق چرخه‌های زمان استراحت، تعداد تغییرات امضا و انرژی بین تغییرات علامت. تمام برنامه‌های مورد بررسی در این مقاله ویژگی‌های منحصر به فردی را نشان می‌دهند که برای طراحی سیستم ذخیره ضروری هستند. ای. گرم. تعداد سیکل‌های سالانه معادل هم از ۱۹ به ۲۸۲ و کارآیی بین ۸۳ % و ۹۳ % است. با کمک این کار در ارتباط با نتایج داده‌های باز، کاربران می‌توانند انواع سلول خود، استراتژی‌های عملیات و توپولوژی‌های سیستم خود را با این مقاله مقایسه و مقایسه کنند. علاوه بر این، پروفایل های قدرت ذخیره‌سازی و حالت داده‌های بار می‌تواند به عنوان یک مرجع برای مطالعات عمر و سودآوری برای ذخیره‌سازی ثابت (۲۲۱ کیلوبایت)استفاده شود: تصویر با اندازه بالا (۲۲۱ کیلوبایت)دانلود کنید: تصویر با اندازه کامل دانلود کنید.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.