储能科学与技术

2024年中国储能技术研究进展

陈海生, 李泓, 徐玉杰, 徐德厚, 王亮, 周学志, 陈满, 胡东旭, 林海波, 李先锋, 胡勇胜, 安仲勋, 刘语, 肖立业, 蒋凯, 钟国彬, 王青松, 李臻, 康飞宇, 王选朋, 尹钊, 戴兴建, 林曦鹏, 朱轶林, 张弛, 张宇鑫, 刘为, 岳芬, 张长昆, 俞振华, 党荣彬, 邱清泉, 陈仕卿, 史卓群, 张华良, 李浩秒, 徐成, 周栋, 司知蠢, 宋振, 赵新宇, 刘轩, 梅文昕

2025 (6): 2149-2192. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0553

摘要 ( 82 )

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PDF(3124KB) ( 72 )

本文对2024年度中国储能技术的研究进展进行了综述。通过对基础研究、关键技术和集成示范三方面的回顾和分析，总结得出了2024年中国储能技术领域的主要技术进展，包括抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能、铅蓄电池、锂离子电池、液流电池、钠离子电池、超级电容器、新型储能技术、集成技术和消防安全技术等。综合分析表明中国储能又经历了高速发展的一年，在基础研究、关键技术和集成示范方面均有重要进展。中国保持了世界储能技术基础研究、技术研发和集成示范领域最为活跃的国家地位。中国机构和学者在储能领域发表SCI论文数、申请WIPO国际发明专利数、新增集成示范和产业化项目装机容量均居世界第一；新型储能装机功率首次超过抽水蓄能，迎来历史性时刻，总体上中国储能实现了规模化发展。

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基于Li₁₀GeP₁₂S₂ 全固态电池关键材料的热稳定性

张文杰, 任东生, 吴宇, 芮新宇, 刘翔, 冯旭宁, 卢兰光

2025 (6): 2193-2199. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1203

摘要 ( 157 )

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全固态锂电池具有宽工作温域、高能量密度和高功率密度等优势，是最具有潜力的下一代储能候选电池之一。硫化物电解质Li₁₀GeP₁₂S₂(LGPS)凭借其超高的锂离子电导率(1×10^-3 S/cm)吸引了研究者的广泛关注。但是，高能量密度体系下的LGPS全固态电池关键材料的热稳定性并没有被报道。本工作研究了LGPS为固态电解质，正极为LiNi_0.92Co_0.04Mn_0.04O₂(NCM92)、负极为SiC的全固态电池的热稳定性。通过差示扫描量热法(DSC)和同步热分析-质谱联用(STA-MS)技术，分析了硫化物固态电解质、正极、负极及其混合物的产热产气特性。在产热产气分析的基础上，利用扫描电子显微镜(SEM)结合能量色散X射线谱(EDS)技术、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)对不同温度下的产物成分进行了深入分析。当温度升高至200 ℃时，NCM92正极发生相变，释放大量氧气，与硫化物电解质发生轻微反应，生成P₂S _x 和微量SO₂。当温度升高至310 ℃时，LGPS和正极混合样品发生剧烈放热反应，生成金属氧化物、金属硫化物和磷酸盐等。本研究揭示了NCM92|LGPS|SiC全固态电池关键材料的热稳定性，为全固态锂电池的材料选择和安全优化设计提供理论支持。

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基于NSGA-II优化的电动汽车热管理系统MPC策略开发及性能

戴春江, 林文野, 李帅旗, 陈翔, 宋文吉, 冯自平, KUZNIK Frédéric

2025 (6): 2200-2214. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0079

摘要 ( 104 )

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电动汽车热管理在保障电动汽车的安全性、提高舒适度和降低能耗等方面具有重要意义，而热管理系统的核心是优良的控制策略。本工作回顾了现有的电动汽车热管理系统控制策略的优点与不足，提出并评价了一种基于NSGA-II算法优化的模型预测控制(MPC)策略并用于电动汽车的热管理。首先建立了电动汽车热管理系统的仿真模型；随后通过融合MPC策略和NSGA-II多目标优化提出了可以实现多目标控制的电动汽车热管理策略；最后通过比较多个工况下不同控制策略对汽车热管理系统性能的影响，以验证所提出的基于NSGA-II优化的MPC策略的有效性。研究结果发现，在不同工况下，所提出的MPC策略均可有效控制乘员舱温度和电池温度，减小乘员舱温度和电池温度的波动幅度，削减汽车行驶工况剧烈变化对电池温度的影响；同时，MPC策略可有效降低热管理系统能耗，相对于开关控制策略和PID控制策略可实现可观的节能率，分别达到4%～15%和1%～6%。

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核壳结构LiMn₁_-_y Fe _y PO₄/C正极材料设计与电化学性能研究

韩丹丹, 张武卫, 张亮, 王宗江

2025 (6): 2215-2222. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1164

摘要 ( 74 )

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磷酸锰铁锂(LiMn_1-_y Fe _y PO₄)相较于磷酸铁锂(LiFePO₄)展现出了更高的能量密度特性，这一优势对于提升电动汽车及便携式电子设备的续航能力和动力性能具有显著意义。然而，Mn元素的Jahn-Teller效应及其引发的溶出问题，一直制约着磷酸锰铁锂正极材料实现大规模商业化应用。本研究提出了一种核壳结构设计策略，将LiFePO₄颗粒紧密均匀地包覆在LiMn_0.7Fe_0.3PO₄内核的表面上，成功制备了“核壳结构”的LMFP55/C与LMFP64/C两种复合材料。该结构不仅有效缓解了Mn元素带来的负面效应，还进一步提升了材料的整体性能，特别是循环稳定性。制备的LMFP64/C复合材料在0.1 C的放电倍率下，展现出了154 mAh/g的优异初始放电容量。更为重要的是，在1 C的高放电倍率下，经过500次循环后，其容量保持率仍高达92%，显示出卓越的循环稳定性。

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多孔铁镍普鲁士蓝改性硫正极增强锂硫电池性能

卫丹, 张玉龙, 韩小娟, 陈立新

2025 (6): 2223-2231. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1173

摘要 ( 55 )

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本工作采用原位氨水刻蚀制备多孔铁镍普鲁士蓝(FeNiP-NH₃)，通过调节刻蚀条件控制铁镍普鲁士蓝的孔结构与孔性能。随着刻蚀时间的延长，孔洞逐渐变大。当氨水刻蚀时间为60 min时，多孔FeNiP-NH₃作为硫宿主材料能够有效增强锂硫电池的电化学性能，在0.1 C、0.2 C、0.5 C、1 C和2 C下的初始放电比容量分别为887.2 mAh/g、541.7 mAh/g、466.5 mAh/g、402.7 mAh/g、318.6 mAh/g。在0.2 C长循环中，初始放电比容量为632.7 mAh/g，循环至100圈时放电比容量维持在456.9 mAh/g，容量保持率为72.2%，表明其具有良好的循环稳定性和更快的氧化还原反应动力学。多孔铁镍普鲁士蓝改性硫正极增强锂硫电池性能得益于独特的结构特征，多孔结构增加了铁镍普鲁士蓝的比表面积，暴露大量铁镍金属活性位点能够与多硫化物相结合实现吸附作用，从而有效捕获多硫化锂，抑制穿梭效应；开放的多孔结构不仅能够缓解硫的嵌入和缓解循环过程产生的体积膨胀问题，从而延长电极的循环寿命和稳定性，而且有利于电解液的渗透，为锂离子的扩散提供了便捷的路径，有利于离子的扩散和传输。

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FeOOH包覆改性FeS锂离子电池负极材料

徐章杰, 孙铮岳, 张鑫焱, 张吉亮, 于颖超, 董闯

2025 (6): 2232-2239. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0058

摘要 ( 144 )

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硫化亚铁(FeS)因具有较高的理论比容量、安全的储锂电压平台(1.5 V)、丰富的矿藏储备以及环境友好等优点，有望成为下一代新型锂离子电池储能负极材料。然而充放电过程中较大的体积膨胀导致不可逆的容量损失，循环充放电性能差。包覆层能够提供一个额外的支撑结构，帮助电极材料更好地应对这些体积变化，减少体积膨胀的程度。因此，本工作采用固相法合成FeS负极材料，通过湿法球磨在FeS表面包覆FeOOH得到FeS@FeOOH复合材料。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子谱(XPS)、透射电子显微镜(TEM)表征晶体结构和形貌。结果表明，当球磨转速为300 r/min时，包覆层为四方晶系β-FeOOH。当球磨转速为600 r/min时，包覆层为正交晶系α-FeOOH与四方晶系β-FeOOH并存。电化学测试结果显示，当湿法球磨转速为600 r/min时，在包覆层为α-FeOOH与β-FeOOH协同作用下，FeS@FeOOH复合材料在1 A/g电流密度下100次循环容量保持率为100%，还具有较小的电荷转移电阻R_ct(68.84 Ω)。进行低温放电测试发现，电流密度100 mA/g下，-40 ℃的放电比容量保持率为0 ℃的99.8%。本研究提供了一种简单高效的FeS包覆策略，为FeS负极材料在储能领域的商业化应用提供了参考。

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锂电池石墨复合电极力-电耦合性能原位测量分析

刘佳辉, 卞伟翔, 李大伟

2025 (6): 2240-2247. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1149

摘要 ( 129 )

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石墨是目前锂电池最常用的负极材料之一，其电化学-力学耦合性能对于锂电池的结构稳定性和循环寿命非常重要。研究通过开发原位测量手段对复合石墨电极电化学循环过程中的力-电耦合性能进行测试，同时开发物理模型，用于分析石墨复合电极曲率、杨氏模量、应变和偏摩尔体积的演化规律，探究对电池寿命性能的影响。研究结果表明，随着锂化过程的进行，石墨电极的弹性模量逐渐增大，表现出硬化趋势，且偏摩尔体积随锂浓度呈阶段性变化。不同厚度的集流体对电极内部的应力、应变有显著影响，较厚的集流体在抑制活性层应变方面效果更显著。同时随着循环次数增加，电极活性层中的应力和应变峰值在第三次循环达到最大，且各循环演变趋势趋于相同。本研究系统性地揭示了石墨负极在电化学反应过程中的力学响应特征及其力学性能的演变规律，为深入理解锂离子电池电极的力学行为提供了参考。

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低成本干法石墨厚电极的制备与性能研究

阮晶晶, 巫湘坤, 李勇慧, 赵冲冲, 李珅珅, 王童飞, 梁圣杰, 高桂红

2025 (6): 2248-2255. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1234

摘要 ( 101 )

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采用黏结剂纤维化法制备了锂离子电池石墨干法电极，探讨电极厚度、黏结剂聚四氟乙烯(PTFE)含量和碳纳米管(CNT)对干法电极的影响，选用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)对干法电极片的形貌和元素分布进行了分析测试，借助电子万能试验机、四探针内阻仪和光学接触角测量仪，对石墨干法电极片进行拉伸强度、电子导电性和电解液的浸润性测试，通过充放电测试手段研究了干法电极片的电化学性能。结果表明，当电极厚度超过300 μm时，电化学性能明显变差，所制备极片的厚度应控制在300 μm以内。综合电化学性能、拉伸性能、导电性和对电解液的浸润性，当石墨∶PTFE∶CNT∶导电炭黑(SP)质量比为96∶1∶1∶2时，能达到首效为91.7%，可逆容量大于330 mAh/g，面容量为11.28 mAh/cm²，拉伸率为9.06%，电阻为24.1 Ω，与电解液接触角为65.33°。通过SEM可以清楚地看到在电极的表面和横截面均有丰富的PTFE，PTFE以纤维状态存在，形成具有层次结构的分支状纤维，在电极内部构建出一个连续的网状架构。在制备石墨干法电极片的过程中发现引入碳纳米管后，更易制备成极片，而且极片的韧性和导电性得到很大的提升。面对高能量密度的需求，厚电极的制造也是关键的发展方向，与湿法涂布工艺相比，在没有溶剂情况下的干法电极制造可以突破厚电极制造的限制，干法电极技术可以提供一种更低成本、对环境无害且可持续发展的高效电极制备方案。

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相变微胶囊悬浮液自然分层型释冷特性及其参数研究

程亚龙, 梁坤峰, 周训, 刘苗苗, 吕钢欣, 宋乂天

2025 (6): 2256-2269. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1185

摘要 ( 55 )

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利用相变微胶囊悬浮液(micro-encapsulated phase change material suspension，MPCMS)流动性佳、蓄冷密度高以及释冷过程温度平稳的优势，结合自然分层型蓄冷装置，构建了带有仿八角形散流器的圆柱形蓄冷罐三维瞬态模型。探究了质量分数为10%、20%和30%的MPCMS在不同流量下的自然分层释冷过程的温度迁移特性和散流器开孔数、开孔直径等对释冷过程的影响，进而提出采用喷嘴型散流器的优化策略，阐明了不同散流器结构参数对蓄冷罐斜温层厚度、散流器小孔区域温度场和出流速度的作用规律。结果表明：MPCMS作为自然分层型装置的蓄冷介质时，在释冷过程中会形成中间温度梯度大，两侧温度梯度小的斜温层区域，提高质量分数能抑制冷热流体掺混，其相变区间比热容增大有助于提升释冷与控温效能；MPCMS质量分数为10%和20%时，适当增加开孔数、选用10 mm直径散流器以及新型喷嘴型散流器可降低斜温层厚度，增强蓄冷性能；质量分数为30%时，变化开孔数与使用喷嘴型散流器与原散流器的差异不明显。本研究对推动MPCMS在自然分层型蓄冷装置中的应用以及为MPCMS储能技术研发提供科学依据具有积极意义。

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原位氮掺杂石墨烯的制备及超级电容器性能研究

赵云鹏, 李彦芳, 崔昕浩, 孙海燕, 滕莹雪

2025 (6): 2270-2277. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1204

摘要 ( 109 )

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超级电容器作为一种重要的储能器件，其电化学性能的好坏与电极材料密不可分。若将石墨烯与聚苯胺结合制备成复合材料，利用其双电层电容和法拉第电容两种储电方式，可大大提高超级电容器的储电能力。本工作运用原位聚合的方式把聚苯胺纳米线沉积在石墨烯的片层之上，利用扫描电子显微镜(SEM)，傅里叶红外光谱仪(FTIR)，X射线衍射仪(XRD)对掺杂态聚苯胺在石墨烯表面的形貌及成分进行表征和分析；再将聚苯胺/石墨烯浆料涂抹于泡沫镍板上，制备成石墨烯复合电极，并组装成超级电容器；借助电化学工作站对组装后电容器展开循环伏安测试、恒流充放电测试以及电化学阻抗测试。结果发现，聚苯胺/石墨烯复合材料可以经受一个比较宽的电流密度范围，有较好的电容和循环稳定性。在1 A/g的电流密度下进行测试，聚苯胺/石墨烯复合电极质量比电容为336 F/g。聚苯胺/石墨烯复合电极的比电容与石墨烯电极的比电容相比较，提高了44%；与石墨电极的比电容相比，更是提高了560.1%。由此可以看出，采用原位聚合方法在石墨烯表面生成的聚苯胺纳米线与石墨烯结合得更好，有助于赝电容的发挥，可大大提高石墨烯超级电容器的比电容，促进了石墨烯在超级电容器方面的应用。

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高电压钴酸锂正极：关键挑战、改性策略与未来展望

王功瑞, 张安萍, 任萱萱, 杨铭哲, 韩宇宁, 吴忠帅

2025 (6): 2278-2319. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1256

摘要 ( 177 )

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为了推动高端便携电子产品的进一步发展，迫切需要发展具有高能量密度、长循环寿命、高功率密度、宽温域的锂离子电池。作为便携场景下首选的正极材料，钴酸锂仍面临工作电压和比容量低、快充和宽温域下性能不足的挑战，难以满足高端先进电子设备的使用需求。本文系统地总结和讨论了高电压钴酸锂正极的失效机制和关键挑战，深入归纳探讨了多种改性策略的最新研究进展，并对未来研究方向进行了详细的展望。首先全面概括了高电压钴酸锂关键挑战，包括晶体结构、体相结构失效(相转变、层间滑移、裂纹萌生与扩展)、界面失效、复杂工况下的失效机制(高电压快充、高电压高温)。随后，对已发展的改性策略和改性机制进行了归纳总结，包括通过体相元素掺杂提升锂离子扩散速率和体相结构稳定性，包括锂位点、钴位点、氧位点和多位点掺杂；通过表界面化学调控提升表界面结构稳定性和离子/电子导电性，包括表面包覆(离子导体、电子导体、离子/电子双绝缘体材料)、原位结构修饰、电解液调控，以及界面原位电化学转化；通过其他策略优化电极中离子和电子的传输过程，包括黏结剂、导电剂和电极结构。最后，本文对前瞻性的观点和具有前景的研究方向进行了深入阐述，为下一代锂离子电池用高电压钴酸锂正极的设计制备提供了全面细致的建议和理论指导。

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水系锌离子电池正极的改性策略及发展展望

尹朝莛, 郭威, 王金鑫, 孟洋

2025 (6): 2320-2335. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1223

摘要 ( 347 )

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伴随着国家“碳达峰”和“碳中和”战略的实施，新型电化学储能技术的开发已成为新型电力系统和能源转型的重要支撑。在各种储能设备中，水系锌离子电池具有资源丰富、理论比容量高、经济性和安全性好等优点而受到广泛关注，但其快速发展亟待在电极材料的技术难题上实现突破。现阶段的水系锌离子电池正极材料普遍存在三方面的问题，这使其难以在复杂服役条件下高性能长续航应用。本文从水系锌离子电池的发展历程出发，通过对近期相关文献的探讨，系统阐述了水系锌离子电池正极材料常见的四类储能机制，总结了锰基材料、钒基材料、有机材料三类常见正极材料存在的固有电导率低、离子传输速度慢、材料结构稳定性差等问题，重点介绍了构建新颖微观结构、氧空位浓度调控、层间结构调控、增加材料疏水性四种性能提升策略及相应的研究进展，最后，展望了正极材料的发展前景和材料复合方法、研究领域拓展和表征测试技术等方面的具体研究方向，为高性能水系锌离子电池的设计开发提供参考和借鉴。

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储能技术在食品电商冷链物流中的创新应用与前景分析

屈笑羽, 豆流鑫

2025 (6): 2336-2338. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0501

摘要 ( 3 )

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食品以及电商渠道的快速发展和消费者对于食品新鲜度的要求不断提高，使冷链物流相关产业技术的作用越来越重要。储能技术作为新型能量控制技术，在冷链物流中的各类创新应用，有效提高了冷链物流效率。对此，本文详细探讨了相变储能技术和冷链物流技术的发展进程，重点分析了多类储能技术在冷链物流中的应用情况，阐述了当前储能技术在食品物流中的应用发展前景，包括政策、市场、技术等多方面因素对未来储能技术和冷链运输的影响。可以预见，储能技术在未来将是食品冷链物流领域的重要技术支持。

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锂离子电池极片狭缝式宽幅涂布模头的设计优化

郎满权, 杨军, 张中春, 彭建林, 杨续来

2025 (6): 2339-2351. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0093

摘要 ( 270 )

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狭缝式宽幅涂布能够提高极片的生产效率，减少涂布过程中的材料浪费，提高材料的利用率，进一步降低生产成本。宽幅涂布对涂布模头要求较高，模头结构直接影响电极片的特性。本研究选择腔体长度为1520 mm，涂宽可达1240 mm的宽幅涂布模头为研究对象，以150 μm湿膜的厚度一致性作为涂布质量评价指标，从腔体设计、进料口位置调整和垫片倒角设计等3个方面进行了模头结构的设计优化，并通过追踪外流场启动过程来验证优化方案的可行性。研究结果表明，单腔体单进料口(进料口位于模头中间)模头涂布过程中，随涂布宽度增大，湿膜呈现中心区域厚而边缘区域薄的趋势，厚度一致性差；而添加副腔后，涂布宽度在1240 mm情况下，浆料1湿膜厚度一致性从无副腔模头涂布的26.88%提升到9.79%；进一步将单进料口设计调整成双进料口设计，浆料1湿膜厚度一致性达到0.33%；此外，垫片倒角调整可影响浆料出口边缘流体域的壁面剪切力改善涂层边缘质量。在涂布速度60 m/min、涂布总宽度1240 mm条件下，浆料1湿膜厚度一致性优化至0.28%。数值模拟与实验结果对比显示，平均相对误差仅为1.35%，表明了涂布模头结构设计仿真模型的准确性。通过对其他3种代表性浆料的涂布数值仿真，湿膜厚度一致性均能控制在0.38%～0.58%范围内，表明该优化设计方案具有较强的普适性，研究结果为宽幅模头的优化设计提供了参考。

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自增压型超高压水热储能实验和数值模拟研究

刘康彬, 申海川, 赵贯甲, 谢文涛, 荀玮瑶

2025 (6): 2352-2361. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0091

摘要 ( 71 )

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超高压水热储能系统具有储能密度高、储热时间长、成本低以及可实现模块化应用等优势，可广泛部署于工业储热供热和热电调峰等领域。本工作搭建了自增压型超高压水热储能实验系统并针对实验中电加热过程加热器下方自然对流较差，存在温度分层导致储热效率低等问题开展了数值模拟研究。模拟结果显示，通过增加外部循环泵可以显著改善温度分层，提高系统储热效率。电储热效率相比较原系统提高了约12%，加热60 min后，重力方向最大温差由45.93 ℃降低至0.93 ℃。本工作通过引入描述循环泵安装位置与储罐尺寸比例的无量纲数λ以及表征循环水量与系统储水量比例的无量纲数δ两个指标，系统评价了外循环泵对于系统储热效率的影响。模拟结果显示，λ在0.5左右时，储罐内部流场较为均匀、温度梯度相对较小，系统储热效率也更高。当δ达到4.42时，储罐内部温度均匀性好、热响应时间短、储热效率高。本工作研究为提高卧式高温自增压储热水罐储热效率提供了理论指导，有望推动高压水热储能在工业储能领域的应用。

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2017—2024年全球电化学储能电站火灾爆炸事故统计分析

袁帅, 崔煜杰, 程东浩, 台枫, 吴金中

2025 (6): 2362-2376. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1151

摘要 ( 1422 )

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随着锂离子电池在电化学储能电站的广泛应用，电化学储能电站火灾和爆炸事故频繁发生。为深入研究这些事故的致灾因子，本文统计了2017年11月至2024年9月期间全球范围内发生的90起涉及锂离子电池的电化学储能电站火灾爆炸事故，并围绕电池类型、发生事故的国家、储能电站的运行状态、事故致因四个方面进行了统计分析；采用德尔菲法与风险矩阵法对设备风险、人为风险和环境风险涉及的15个风险因素进行了系统评估。研究结果表明：三元锂电池更容易引发火灾爆炸事故，由其引发的事故数量是磷酸铁锂电池的2.5倍；韩国发生的事故数量最多，共34起，占全球事故总数的37.8%；电化学储能电站在运行期间发生事故的最多，共计72起，占事故总数的80.0%；在事故致因中，人为因素导致的事故占比最大，为43.3%；冷却系统故障、电池过充、BMS/PCS/EMS异常、消防设施不足和环境高低温五个风险因素为高风险因素。针对这些高风险因素，本文提出了相应的防控措施，以提升电化学储能电站的整体安全性。

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储能电站消防安全管理举措探析

李政, 任旭凯

2025 (6): 2377-2379. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0483

摘要 ( 7 )

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储能电站作为电能储能的最佳介质，为新能源大规模并网运行提供了支持。然而由于储能电站技术及管理方面的不足，可能存在火灾、爆炸等安全风险，特别是近年来储能电站安全的频发，进一步限制了储能电站的推广应用。通过梳理储能电站消防安全管理的意义，分析当前储能电站潜在安全风险因素，并提出储能电站消防安全管理的具体措施，以期为储能电站安全性提供有效参考。

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基于可重构电池的储能安全系统设计与机制分析

张路霞

2025 (6): 2380-2382. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0503

摘要 ( 4 )

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电化学储能技术的快速发展带来了能源变革，但是储能系统的安全问题也在日益凸显，常规电池组的短板效应是储能系统安全问题的核心。可重构电池的出现可以有效解决传统储能系统安全性问题，对此针对以可重构电池为主体的储能安全系统设计理念和相应机制展开研究。文章首先阐述了可重构电池的内在应用优势以及相关产业技术研究进展，随后详细阐述了储能安全系统的机制优化。包括安全能量数字化思想和动态重组等，最后分析了储能系统故障诊断流程，进一步保证储能系统的安全性。事实证明，动态可重构电池技术可以极大地提高电池储能系统的安全性和能量效率，也为后续大规模长寿命低成本电池和储能系统的设计提供了全新的路径。

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活塞式重力储能系统建模与性能分析

谈家宝, 王育飞, 薛花

2025 (6): 2383-2390. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0063

摘要 ( 73 )

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PDF(3903KB) ( 14 )

为探究不同设计参数下活塞式重力储能系统性能的变化规律，基于模块化建模思想，建立活塞式重力储能系统的活塞运动子模型、密闭管道腔室压力子模型和水泵水轮机功率子模型，以模拟活塞式重力储能系统动态运动过程与能量传递特性。对活塞式重力储能系统充放电过程进行分析，得到总存储能量、充放电效率和能量密度表达式，同时考虑密闭管道高度、活塞高度和活塞直径三个设计参数，分析各参数和各参数比值变化对储能系统总存储能量、充放电效率和能量密度的影响。研究结果表明：增大密闭管道高度可提高总存储能量和能量密度，增大活塞高度可提高充放电效率，增大活塞直径可显著提高总存储能量；活塞高度与密闭管道高度之比增大，充放电效率显著提高，能量密度和总存储能量先增大后减小；活塞直径与活塞高度之比增大，充放电效率和能量密度先增大后趋于稳定，总存储能量显著提高。研究结果为活塞式重力储能系统设计参数选择提供了理论依据，有助于推动活塞式重力储能系统的发展与应用。

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基于CO₂ 混合工质的压缩储能系统性能

王斌, 谭鋆, 李凤合, 蔺新星, 关苏敏, 丁若晨, 苏文

2025 (6): 2391-2404. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1198

摘要 ( 113 )

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PDF(4187KB) ( 3 )

为了提高压缩储能系统的储能密度，同时解决CO₂难以冷凝的问题，本工作提出了一种基于CO₂混合工质的压缩储能系统，在高低压侧CO₂混合工质均以液相的形式存储。构建了系统在稳态工况下的热经济模型，探讨7种CO₂混合工质(CO₂/R32、CO₂/R41、CO₂/R22、CO₂/R125、CO₂/R143a、CO₂/R601和CO₂/R601a)的系统适应性，并优选出最佳的CO₂混合工质和组分配比，揭示关键运行参数对系统性能的影响。结果表明，随着CO₂质量分数的增加，系统的储能效率和㶲效率均有所提升，其中CO₂/R41、CO₂/R32和CO₂/R22的表现较优，且对CO₂质量分数的敏感性较低。在7种混合工质中，CO₂/R41(0.65/0.35)在设计工况下展现出最佳的热经济性，计算得到系统的储能效率和㶲效率分别为59.12%和53.11%；系统所需高低压储罐体积分别为5217.65 m³和2787.39 m³，得到储能密度为9.36 kWh/m³；系统投资成本为134.06×10⁶ 元，投资回收期为6.59 a。此外，对于压缩CO₂/R41(0.65/0.35)储能系统，随着高压储罐温度的增加，储能效率和㶲效率线性提升，投资成本呈现先降后升的趋势；而低压储罐温度的升高导致储能效率和㶲效率下降，投资成本和投资回收期上升。

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考虑放电倍率的电池储能容量自适应SOC估计方法

贺悝, 冷肇星, 谭庄熙, 李雪源, 吴晓文, 陈超洋

2025 (6): 2405-2415. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0080

摘要 ( 208 )

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PDF(2883KB) ( 59 )

随着新能源技术的快速发展，储能电池在电力系统中的应用日益广泛，准确估计荷电状态已经成为保障电池性能、延长使用寿命和确保安全运行的关键。为提高电网储能电池在变功率需求下的SOC估算精度，提出了一种基于容量动态修正的SOC估算方法。首先，针对传统SOC估算方法在复杂工况下的误差产生机理进行了深入分析，并提出了总体改进思路；其次，分析了储能电池在不同放电倍率下的容量变化特性，建立了放电倍率及容量的定量表征模型，为精确估算SOC提供了理论基础；接着，提出一种融合深度神经网络与扩展卡尔曼滤波法结合的CLA-EKF估计算法，充分利用二者在处理复杂非线性关系以及抗干扰方面的优势，进一步构建了考虑放电倍率的容量自适应修正模型，显著提高了SOC估算的精度和稳定性。实验结果表明，本文提出的基于容量修正的CLA-EKF方法在多种变功率工况下显著提升了SOC估算的精度，验证了其优越性和适用性。本方法为电网储能电池多场景运行的SOC估计提供了有益参考，具有较好的实际应用价值。

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计及电动汽车储能的电力系统调度及其灵活性分析

熊浩, 顾丹珍, 程长胜, 石文豪

2025 (6): 2416-2430. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1174

摘要 ( 88 )

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随着新能源在电网中的比例不断提高以及电动汽车渗透率不断提高，风光波动性和电动汽车充电负荷的不确定性，给电力系统灵活性运行带来了挑战。考虑到在满足用户出行需求的前提下，电动汽车在一天中的大部分时间都处于停车状态，且随着车网互动技术的发展，电动汽车具有一定的储能特性。对此，提出考虑电动汽车用户参与意愿不确定性的充放电策略，研究其对电力系统调度的影响并分析其灵活性。首先，针对现有电动汽车充放电调度未考虑用户参与意愿的问题，提出了基于Logistic函数的乐观、悲观参与意愿的电动汽车有序充放电策略，来反映用户参与有序充放电调度意愿的不确定性；然后，对比分析了电动汽车在不同充放电方式下对电力系统多时间尺度调度的影响，其中日内调度在日前调度的基础上进行，以电力系统调度的综合成本最小为目标函数；最后，仿真结果表明，在计及电动汽车储能特性的情况下，本工作所提考虑用户参与意愿的电动汽车充放电策略不仅能有效削峰填谷，而且能以更少的成本促进电力系统灵活性运行。

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基于熵理论的储能配置方法研究

孙振新, 张秩鸣, 张怡, 李海昭, 廖海燕, 魏良杰

2025 (6): 2431-2438. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1229

摘要 ( 91 )

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基于熵理论建立储能系统功率的熵值分析方法与系统中储能的多项关键指标，如功率、时长、容量等，均有关联并存在一致的正相关关系，可以综合反映系统调节能力的功能。本工作在以往研究的基础上，研究并提出了“功率熵”体系下的系统调节能力标定方法，并结合特例对应用该方法指导系统储能优化配置进行了探讨。得出结论，一是特定能源系统的功率熵存在最大和最小值，可分别体现系统中储能提供的最大调节能力以及系统最低调节能力需求，案例中不同配置方式熵值差异19%。二是随着储能个数的增加，系统功率熵的最小值逐渐降低，并趋近于某一极限值，小型储能装置可作为优先调度的单元。三是功率熵受选取的标准化时间(T₀)影响，但对于储能配置结果的影响将随着T₀趋于0而快速收敛。综上，功率熵能够体现不同储能配置之间的差异，在储能配置优化方面有参考意义。

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基于深度强化学习的储能系统能量管理与优化调度策略

陈勋

2025 (6): 2439-2441. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0504

摘要 ( 4 )

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随着“3060”计划的提出以及国家一系列对电力系统改革方案的提出，新能源并网技术得到了大力发展，然而，由于光伏发电随机性较强，使得准确预测光伏发电功率变得较为困难，大规模的光伏电站接入电力系统后，会给电力系统潮流分布和调度运行带来严峻的挑战。本工作提出了基于深度强化学习的优化调度方法，注重其智能性、自调节、动态调整的特点，还对多元目标优化和多层级调度策略做了一些尝试，为储系统高效与可持续发展提供了理论支撑与指导作用。

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

计及SOH的全钒液流电池并联控制策略

张红, 李金中, 李鑫, 张媛

2025 (6): 2442-2450. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0090

摘要 ( 57 )

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传统下垂控制策略忽略了储能系统的健康状态(state of health, SOH)，无法保证SOH的均衡，甚至可能加剧SOH的差异。为了确保直流微电网的稳定运行并维持储能系统内部的功率平衡，需要结合储能模块的健康状态(SOH)，制定并联储能系统的控制策略。本工作在现有下垂控制策略基础上提出了一种计及SOH的改进下垂法作为并联储能系统控制策略，并且引入了二次补偿环节减少母线压降，建立了改进下垂控制模型，探究了采用二次补偿环节维持系统电压稳定方面的有效性和幂指数n对功率平衡速度的影响，通过MATLAB/Simulink仿真证明了该策略在全钒液流电池并联储能系统中的有效性，为提升直流微网储能系统管理的准确性和效率提供了有效途径。

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计及相角与幅值跳变的构网型储能短路电流特性及其计算模型

邵尹池, 巩宇, 牛萌, 杨若奂, 刘雅婷, 丁然

2025 (6): 2451-2461. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0065

摘要 ( 69 )

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PDF(3535KB) ( 6 )

构网型储能是提升弱电网工况下电力系统稳定性的有效手段。然而，关于构网型储能接入电网的短路电流模型相关研究尚不充分。现有文献通常基于构网型储能的机电暂态模型分析构网型储能的短路电流，难以反映线路感性、容性元件导致的短路电流瞬态变化，导致继电保护参数整定、控制参数优化困难。本工作在电磁暂态时间尺度构建了构网型储能接入电网的等效模型，根据电网故障下电压幅值和相角的阶跃特性建立了构网型储能内电势相角变化量和幅值变换量在时域下动态响应模型，定量分析了构网型储能控制参数与构网型储能内电势相角和幅值响应速度、超调量之间的关系。根据构网型储能不同控制参数下的阻尼特性，系统性分析了计及相角突变和幅值突变的构网型储能短路电流计算方法。经仿真验证，所提方法在对称与不对称故障工况下均适用，偏差校核结果表明本工作所提出的计算模型可较为精确地量化构网型储能短路电流水平，可为电网运营商及调度人员评估构网型储能短路电流水平提供参考依据。

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基于贡献度的台区分布式新能源共享储能合作联盟收益分配策略

郝俊博, 闫广颖, 裴红兰, 赵盈鑫, 郝晋

2025 (6): 2462-2472. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1240

摘要 ( 44 )

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在电网对台区大规模分布式新能源并网稳定性的要求下，共享储能可有效应对新能源不确定性并减少偏差考核成本。但分布式新能源合作配置共享储能时的经济和功率性能等多维贡献尚不明确，收益分配方法仍缺乏合理性。因此，本工作提出一种基于贡献度的台区分布式新能源共享储能合作联盟收益分配策略。构建了多个分布式新能源共建共享储能的台区合作联盟；建立了考虑联盟售电收益、运行成本及偏差考核成本的合作联盟净收益最大优化调度模型，引入机会约束处理新能源不确定性。基于新能源运行特性，建立新能源稳定贡献度、偏差调整贡献度及收益贡献度指标；并基于该指标建立收益分配修正因子，提出基于修正因子的改进Shapley值法收益分配策略。算例结果表明，所提合作联盟有效降低新能源偏差考核成本，提高整体净收益6.64%；所提分配策略有效反映各成员的综合贡献，增加稳定贡献和偏差调整贡献更优的新能源成员收益82.73%，增加收益贡献更优的新能源成员收益8.81%，保障收益分配的公平性。

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考虑储能系统不确定性的电网风险分析与鲁棒优化

黄国平, 区伟潮, 廖峰, 王跃强

2025 (6): 2473-2475. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0481

摘要 ( 9 )

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现代电网风险分析技术的重要性在不断增强，对此本研究首先从来源上分析了储能系统的风险因素以及影响，包括储能容量、充放电功率以及外部环境等多个方面。然后阐述了现代电网风险评估模型的构建方式，引入核心参数风险指标，实现对电网的量化分析评估，寻求在多元素不确定条件下，电网的良好运行策略。最后，本文对电网风险评估与智能运维结合应用，特别是在开关远方不停电传动领域的优化作用等方面进行了细致探讨，以期为现代电力系统的稳定运行提供有力支持。

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基于容量增量分析与VMD-GWO-KELM的锂电池健康状态估计

陈峥, 多功东, 申江卫, 沈世全, 刘昱, 魏福星

2025 (6): 2476-2487. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1253

摘要 ( 65 )

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为克服传统健康状态估计方法中的特征提取质量不足、非线性特性复杂及模型参数优化困难等问题，本工作提出一种基于容量增量分析与VMD-GWO-KELM的健康状态估计方法。首先，本工作通过改进的基于洛伦兹函数的电压容量模型，对电池恒流充电过程中的电压-容量数据进行拟合，提取峰电压、峰值和峰面积等健康特征，并利用灰狼优化算法完成模型参数识别，从而有效提升了特征提取质量和鲁棒性。其次，采用变分模态分解技术对健康状态信号进行多尺度分解，将模态分量作为独立子模型的输入，捕捉不同频域的关键特性，降低了信号混叠和噪声影响。然后，结合灰狼优化算法对核极限学习机模型的关键参数进行优化，显著提高了非线性拟合能力和估计精度。最后，通过不同训练量、不同估计模型对比和多电池数据的验证，全面评估模型性能。实验结果表明，本工作提出的算法在仅使用100次循环数据的情况下，即可实现高精度健康状态估计，平均绝对误差为0.9751%，最大误差为1.9340%，同时表现出良好的鲁棒性和泛化能力。

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储能电池模组膨胀力特性研究及仿真分析

樊慧敏, 彭浩鸿, 孟辉, 唐梦宏, 易昊昊, 丁静, 刘金成, 徐成善, 冯旭宁

2025 (6): 2488-2497. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1210

摘要 ( 500 )

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PDF(4607KB) ( 20 )

锂离子电池在充放电过程中存在膨胀力，其受电池的荷电状态(state of charge，SOC)和健康状态(state of health，SOH)影响。对于储能磷酸铁锂电池，其膨胀力特性是有关储能电池系统电性能及安全性能的重要特性之一，而大容量储能磷酸铁锂电池在全生命周期内膨胀力的演变特性及机理尚不清晰。本工作选择一款容量为280安时的磷酸铁锂电池为研究对象，将其组装成不同串数的模组，采用膨胀力夹具模拟其在实际储能模组中的应用场景，开展了循环耐久性测试，并对全SOC及全生命周期下电池模组膨胀力的演变规律进行了分析。研究结果显示：由于石墨和磷酸铁锂材料的结构特性，充电过程在约30%SOC和100%SOC有2次膨胀力峰值，放电过程也在100%SOC和30%SOC有2次膨胀力峰值。各膨胀力峰值随着电池的衰减呈现不同的演变规律，100%SOC时的膨胀力由最大值逐渐演变成最小值，30%SOC时的膨胀力演变成最大值。此外，在SOH衰减至约90%后，模组膨胀力与SOH呈线性相关，且电芯串联数量的增加没有改变模组最大膨胀力的增长趋势，1P12S模组的最大膨胀力在70%SOH时达到了2365 kgf。根据实测数据对模组的膨胀力仿真分析表明，模组主要零部件的设计能够满足全生命周期内的结构安全性能。该工作初步探究了磷酸铁锂电池模组的膨胀力特性，有助于为模组层级的膨胀力仿真和预测提供参考，为后期磷酸铁锂电池在储能系统模组的安全设计开发提供了支撑。

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基于白鹭群优化高斯过程回归的锂电池SOH估计方法

巫春玲, 王立顶, 卢勇, 耿莉敏, 陈昊, 孟锦豪

2025 (6): 2498-2511. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0021

摘要 ( 92 )

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PDF(7626KB) ( 68 )

锂离子电池健康状态估计直接影响锂电池系统的安全性与可靠性，是电池管理系统中的一项重要功能。针对现有数据驱动的SOH估计方法中存在的缺乏不确定性表达、训练数据与测试数据未完全解耦等问题，本工作提出了一种基于白鹭群优化与高斯过程回归相结合的SOH估计方法。首先，从同类电池的充电电压、电流及弛豫电压信息中提取与电池老化相关的健康特征，并通过Pearson相关分析法筛选出与电池容量相关性高的健康特征。随后，采用平方指数核函数的高斯过程回归模型进行SOH估计，采用白鹭群优化算法优化GPR模型中超参数。最后，选取同济大学数据集中的NCA和NCM两类电池数据进行实验，验证所提模型的准确性与鲁棒性。实验结果表明，所提方法能够有效提高SOH估计的精度与可靠性。对于所测电池类型中，SOH估计误差的最大RMSE和MAE分别为0.0028和0.22%，相较于传统的GPR模型，误差指标分别降低了58.82%和57.69%。此外，该方法还能够实现SOH区间精准估计，避免高估电池SOH造成的安全问题。

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基于电子图像处理技术的锂电池表面缺陷检测

平金珍, 温沁润

2025 (6): 2512-2514. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0482

摘要 ( 6 )

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随着锂离子电池工业制造水平的日益提升，对电池零部件的检测速度与精度要求也在不断提高。极片作为锂离子电池的关键部件，其表面缺陷种类繁多且面积微小，传统的目视检测已难以满足现阶段的极片生产需求。而基于图像处理的锂电池表面缺陷检测技术很好地解决了上述问题，本文针对该技术的研究进行了分析综述。首先介绍了锂电池表面缺陷检测技术的发展情况，然后从各个环节详细阐释了电子图像处理技术下的锂电池表面缺陷检测流程，包括图像采集、预处理、特征提取与识别等步骤。通过实际研究可以证实，通过优质的图像处理和分析算法，可以较为准确地检测锂电池缺陷问题，适合目前工业生产需求。

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硝基锂钠钾二元及三元盐的相图分析

张金柱, 孟令然, 吴玉庭, 石天庆, 商永强, 智瑞平, 魏雯珍

2025 (6): 2515-2523. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1227

摘要 ( 105 )

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熔盐的共晶性能是评估其在储热领域应用潜力的关键指标之一。为了快速、准确地预测混合硝酸盐不同组分之间是否能够形成共晶，并进一步确定其共晶组成和最低熔点，本工作采用FactSage热力学模拟软件对5种常见的硝基盐——硝酸锂(LiNO₃)、硝酸钾(KNO₃)、硝酸钠(NaNO₃)、亚硝酸钾(KNO₂)和亚硝酸钠(NaNO₂)进行了热力学模拟，预测了其二元系和三元系的相图。通过相图预测结果，进一步分析了硝基二元盐和三元盐体系中阴阳离子对共晶性能的影响。研究发现，不同阴阳离子的组合会显著影响共晶的形成温度和共晶组成。为了验证相图预测的准确性，本工作还对具有良好共晶效果的二元盐硝酸Li-K和三元盐硝酸Li-Na-K进行了实验验证，测定了它们的熔点和共晶组成。实验结果表明，二元盐硝酸Li-K和三元盐硝酸Li-Na-K的熔点和共晶组成与相图预测结果一致，进一步证明了FactSage软件在熔盐体系相图预测中的有效性和准确性。与此同时，本工作对几种常见的硝基盐进行了二元系和三元系的相图预测，以分析阳离子和阴离子对混合熔盐储能介质的影响机理。通过这一系列研究，本工作不仅为混合硝酸盐的共晶性能评估提供了新的思路和方法，还为未来储热技术中熔盐的优化与应用提供了重要的理论支持。

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钒电池核心部件可靠性模型参数估计分析

徐航, 史小虎, 余龙海, 孙彦招, 王友

2025 (6): 2524-2531. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1209

摘要 ( 68 )

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可靠性设计是钒电池电堆开发过程中的重要组成部分，对储能系统的安全性和经济性具有决定性作用。本工作以液流框、双极板为研究对象，建立了基于对数正态分布、二参数和三参数Weibull分布模型的钒电池核心部件可靠性模型，阐明了基于极大似然估计法和GM(1，1)方法的参数估计法，以K-S检验法和均方根误差(RMSE)为评价指标，探讨了分布模型和参数估计方法对可靠性预测结果的影响。结果表明：液流框可靠性模型的拟合优度最小值为0.89，说明采用两种参数估计方法获得的可靠性模型全部通过拟合优度检验；进一步地，可靠性模型的均方根误差最小值为0.22，说明基于GM(1，1)方法的二参数分布模型最适宜于表达液流框的可靠性模型。双极板可靠性模型的拟合优度最小值为0.03，说明极大似然估计法不适用于开展三参数Weibull分布参数估计；进一步地，可靠性模型的均方根误差最小值为0.16，说明基于GM(1，1)方法的二参数分布模型是能精确表达双极板的可靠性模型。研究结果对钒电池核心部件及系统的可靠性设计与优化具有理论指导意义。

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严寒地区相变日光温室蓄放热性能模拟研究

孟凡康, 彭栋坤, 蔡鹏

2025 (6): 2532-2539. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1167

摘要 ( 54 )

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为了探究严寒地区相变日光温室蓄放热性能的影响因素及其内在规律，首先，基于TRNSYS软件构建全尺寸相变日光温室模型，并进行试验验证其可靠性及准确性。随后，利用此模型探究温室跨度、北墙高度、传热系数等围护结构参数以及相变温度、相变潜热、相变材料用量等相变材料参数对相变温室空气平均温度、有效积温的影响情况。最终，使用SPSS进行多因素回归分析确立了有效积温与上述各个参数之间的非线性回归方程。在本试验工况下，通过数据分析获得以下结论：有效积温和空气平均温度随温室跨度和北墙传热系数的增大而减小，呈现负相关，随北墙高度、相变潜热和相变材料使用量的增大而增大，呈现正相关；在相变温度为23 ℃时，空气平均温度和有效积温达到最大，分别为16.63 ℃、36.29 ℃·d；构建了有效积温与北墙传热系数、日光温室跨度、北墙高度、相变材料使用量、相变潜热、相变温度等参数的非线性回归方程。本研究为严寒地区相变日光温室的设计和改造优化提供了便捷手段。

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全钒液流电池容量衰减与抑制技术研究进展

段永龙, 滑夏, 韩子娇, 谢冰, 胡姝博, 李爱魁

2025 (6): 2540-2554. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0001

摘要 ( 221 )

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全钒液流电池具有寿命长、安全性高、能量控制管理简单、功率和容量完全解耦等优点，适用于新型电力系统中新能源发电波动平滑、削峰填谷、稳压调频等应用场景，近年来已经开始规模化推广应用。由于隔膜等关键材料特性、电堆及管道系统结构、电解液成分等全钒液流电池的固有特点，其运行过程中存在容量衰减问题，为保障全钒液流电池寿命，提高能量效率，减少正负极离子浓度及价态再平衡等运维频次，国内外对全钒液流电池容量衰减抑制进行了大量研究。本文从容量衰减机理和抑制方法角度分析了全钒液流电池容量衰减影响因素，总结了不同应用工况下水和钒离子的迁移、自放电和析气副反应、温度与浓度等对容量衰减影响的研究现状，阐明了容量衰减机理。重点分析了隔膜、电解液相关材料应用工况对容量衰减抑制的影响规律，以及基于流量、充放电制度、活性物质浓度调整等参数的容量衰减抑制技术，展望了基于应用工况的全钒液流电池容量衰减抑制新兴技术，为全钒液流电池运行中的电解液容量保持提供指导依据。

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基于深度学习的电网-储能联合调度策略设计

刘震宇, 陈建, 尹兆磊, 杨慢慢

2025 (6): 2555-2557. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0484

摘要 ( 6 )

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随着可再生能源的快速发展和智能电网技术的不断进步，电网-储能联合调度成为提高电力系统运行效率和可靠性的重要手段。本文提出了一种基于深度学习的电网-储能联合调度策略，通过数据预处理与特征提取、深度学习模型构建与优化、调度策略制定与实施等步骤，实现了对电网和储能系统的智能调度。实验结果表明，该策略能够显著提高电力系统的能源利用效率，降低运行成本，为电力系统的可持续发展提供了有力支持。

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多因素约束下源-储-荷协同的风储氢氨优化配置策略研究

张彦虎, 汪慧, 邹绍琨, 韦安, 罗德俊, 江友华

2025 (6): 2558-2566. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1250

摘要 ( 93 )

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风电制氢、制氨是我国“三北”地区解决风电就地消纳问题的重要手段，为提高风电制氢合成氨系统稳定运行情况下的经济性，本工作提出了一种多因素约束下源-储-荷协同的风储氢氨优化配置策略。首先通过分析制氢设备功率、储能配置比例、储氢罐配置容量、电网取电电量、系统年停机次数、年产氢量、产氨量以及液氨成本等多种制约因素，构建了风电制氢合成氨系统模型及其不同工况的经济性关系。其次，以经济性目标模型边界为切入点，采用源-储-荷协同的风储氢氨优化协同策略，优选出电网取电、储氢罐储能及蓄电池储能最佳出力点，以便适应不同工作场景的经济性最优配置目标。最后，以乌拉特中旗典型年风速数据及其现场实际为基准，构建了4种不同场景下不同优化策略的经济性对比。结果表明：本工作所提控制策略在各个场景均能很好适应现场需求，达到单位氨成本最低，系统产量最多，停机次数最少，投资回收期最短的效果。本研究有助于增强风电的就地消纳能力和系统自平衡能力，为提升源-储-荷协同的风储氢氨制备工艺及经济性提供工程借鉴和参考。

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基于改进人工蜂群算法的配电系统储能优化控制策略

肖俊阳, 罗金阁, 马伟哲, 程武平, 曾通

2025 (6): 2567-2574. doi: 10.19799/j.cnki.2095-4239.2025.0031

摘要 ( 6 )

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为解决高比例间歇性新能源接入对电网造成的波动影响，提高配电网对新能源的接纳能力，本工作提出了基于改进人工蜂群算法的配电系统储能优化控制策略。首先，对储能系统结构解析，并构建包含功率-容量模型、能量转换效率模型、荷电状态(SOC)模型的储能系统数学模型；接着，提出分布式储能系统双层优化控制模型，上层以系统电压偏差最小、系统稳定为目标构建稳定控制模型，下层以新能源消纳、系统有功网损为目标构建优化控制模型，对分布式储能进行功率分配；然后，引入人工蜂群算法(artificial bee colony，ABC)求解模型，采用柯西变异增强算法全局搜索能力，结合动态惯性权重机制提升收敛速度，提高模型求解精度和速度。最后，以典型IEEE33节点配电网络为例，验证所提策略有效性。结果表明所提控制策略能有效提升新能源消纳，充分发挥储能系统的调节作用，有利于保障配电网灵活可靠运行。

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