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2024年8月电工技术学报Vol.39No.16

第39卷第16期TRANSACTIONSOFCHINAELECTROTECHNICALSOCIETYAug.2024

DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.231028

电池储能温度-功率特性建模及其在

综合能源系统中的应用

11122

熊康黎灿兵樊飞龙李新喜杨汶圣

（1.上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240

2.广东工业大学材料与能源学院广州510006）

摘要针对综合能源系统（IES）中电池储能在极端高温、低温下寿命衰减快、性能差的问题，

该文提出含温度-功率特性的电池储能运行模型及含电池储能温度控制的IES低碳经济调度方法。

通过电池特性实验和软件仿真，构建电池电热耦合模型，并提出相应的电热耦合模型凸化方法；

根据凸化电池电热耦合模型估算电池温度并构建含温度-功率特性的电池储能运行模型，分析电、

气、冷、热多能流耦合特性，构建IES低碳经济运行模型；结合电池储能运行模型及其温度控制，

以最小化IES总运行成本为目标，构建混合整数规划模型，制定IES经济调度策略。为验证所提

方法的效果，该文根据不同季节运行场景，构建仿真模型，将所提方法与不包含电池储能温度控

制的方法进行对比。对比结果表明，所提方法可以有效提升电池储能运行的使用寿命、热安全性

及利用率，降低IES运行成本与碳排放量。

关键词：综合能源系统电池储能温度特性温度控制优化调度

中图分类号：TM74

0引言解质界面（SolidElectrolyteInterface,SEI）膜增厚、

分解等副反应，同时有产气现象，导致内部气压过

实现“双碳”目标是一场广泛而深刻的系统性

变革，构建清洁低碳的能源体系是关键[1]。综合能大，严重时起火爆炸。文献[9]进行了−10～60℃磷酸

铁锂电池循环老化实验，发现电池过高、过低温度

源系统（IntegratedEnergySystem,IES）通过多能协

下运行会加剧容量衰减。在电池储能运行管理中，

同，可减少能源消耗和碳排放、促进新能源利用。

有必要考虑温度对电池热安全、寿命衰减的影响，

电池储能具有能量密度高、响应速度快、模块化等

优势[2]，可平抑新能源出力波动，在IES中广泛应从而保障电池储能持续安全、可靠运行。

电池储能温度受自身充放电产热和环境温度

用。然而，电池储能存在热安全风险和寿命衰减问

耦合影响。当前，大多数电池储能管理系统都通过

题，在热安全和经济性方面受到挑战。

采集电池表面温度来监控电池温度，预测精度较

在电池储能中，单体电池以串并联的形式组合，

使容量、输出功率等参数满足系统运行要求[3]。电低[10-11]，可通过实验和仿真结合的方法估算电池参

数[12]，从而建立电池温度估算模型，对电池内部电

池储能的功率输出能力受电池温度影响，温度过高、