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高性能液流电池双极板及系统集成技术
项目成果/简介:液流电池储能系统是一种安全、高效的电化学储能技术。在光伏、风能等新能源并网、智能电网、微电网、分布式能源系统、无电地区供电工程以及未来能源安全方面都将发挥巨大作用。具有能量和功率独立（设计灵活）、深度放电、大电流放电不损坏电池、使用寿命长等优点。本项目组在全钒液流电池方面经过十余年的研究和产学研合作，积累了丰富的理论研究成果和实践经验，取得了多项独创性成果。在电池关键材料（双极板、电解液）和电堆结构设计等方面具有多项专利技术，拥有设计、制造25kW 单堆电池和液流电池储能系统的集成技术。在电堆设计和系统集成方面，项目组针对大型液流电池电堆和系统进行了系统的研究：采用模拟仿真技术，优化流场设计，使电堆结构更加高效、可靠；优化的管路设计方案可减小管路系统中的旁路电流损失，提高能量转化效率；电池系统循环运行过程中的先进热量管理技术为电池体系长期稳定运行提供了保障。双极板是液流电池关键零部件，对电池性能、寿命和成本有重要影响。高性能、长寿命、低成本的双极板是液流电池领域高度期待的关键材料。目前已成功开发了新型液流电池双极板并申请国家发明专利。研制的双极板具有电导率高、稳定性好、强度高、耐腐蚀、成本低的突出优点，各项指标达到国际领先。高性能双极板的成功研制，将大幅提高液流电池能量效率和使用寿命，同时可显著降低储能成本，将有力推动液流电池在储能领域的大规模应用。目前已与新能源企业签订了合作协议，将为我国百兆瓦级的全钒液流电池大规模储能项目提供高性能双极板，将实现双极板经济效益3亿元。 具有自主知识产权的液流电池双极板大规模制造技术液流电池储能系统优化设计液流电池电堆设计和制造技术液流电池储能系统集成技术知识产权类型:发明专利 、 软件著作权技术先进程度:达到国内领先水平成果获得方式:独立研究获得政府支持情况:国家级计划/专项类别:科技部重大专项计划
上海交通大学
2021-04-10
高性能钒液流电池隔膜及其制备技术与应用
利用辐射技术研制电池的离子交换隔膜，最早从日本原子能研究所开始，出发点是代替Nafion的工艺，制备性价比更高的膜材料。电离辐射技术，特别是基于电子加速器的电子束辐射加工技术，不使用催化剂/引发剂，室温操作，高效快速, 适合大量生产。目前辐射加工技术已广泛应用于各种工业材料的生产，如电线、电缆、轮胎、发泡材料、热收缩材料等行业。本项目是在早期辐射接枝技术制备离子交换膜的基础上，在工艺体系中使用功能化离子液体代替含有阴阳离子一般离子交换功能基团，成功制备出具有更高耐热、化学稳定性、良好导电性、极为优异抗钒离子渗漏的两性离子交换膜（HUST-IL膜），并且在钒液流电池中的实际电池测试实验中电池效率优于Nafion系列膜。需要特别指出的是，本项目在制备工艺方面取得了重要突破，不需要一般阳离子交换膜中的磺化工艺，非常环保，并且在工艺上成功发展出替代传统固液接枝反应的工艺体系，避免了接枝反应的复杂工艺和质量控制问题；本项目的工艺技术，使电池隔膜的辐射制备工艺从传统的辐射接枝转变为辐射交联工艺，通过铺膜和固体膜辐照即可完成制备，与现有电线电缆片材的辐射交联工艺通用，工艺简单，极易量产和推广。
【技术优势】
(1) 本项目所得到的HUST-IL隔膜产品，其钒离子渗透率比Nafion膜（Nafion115，117）降低约1200倍，导电率提高3倍以上，电池效率实现了对Nafion膜的超越；
(2) 在制备工艺方面的重要突破：不需要一般阳离子交换膜中的磺化工艺，非常环保，并且在工艺上成功发展出替代传统固液接枝反应的工艺体系，避免了接枝反应的复杂工艺和质量控制问题；
(3) 本项目电池隔膜的辐射制备工艺从传统的辐射接枝转变为辐射交联工艺，通过铺膜和固体膜辐照即可完成制备，与现有电线电缆片材的辐射交联工艺通用，工艺简单，极易量产和推广。
【技术指标】
HUST-IL隔膜产品：钒离子渗透率比Nafion膜（Nafion115，117）降低约1200倍，导电率提高3倍以上，电池效率实现了对Nafion膜的超越。
华中科技大学
2023-07-19
智能电网云-端协同非侵入式电力负荷监测技术
"智能电网已经成为21世纪全球能源的新战略。在其需求侧，深入至电器的用户用电行为精细化分析对推动全社会节能减排和电力系统源/网/荷协调优化意义重大。与在每个电器上分别安装量测传感器的方法不同，非侵入式电力负荷监测技术仅通过分析用户供电入口的负荷总量数据，便能获取各电器的用电信息，具有成本低、实施容易和用户易接受等特点。 针对非侵入式电力负荷监测技术实用化所面临的各种挑战，过去十多年里，中国工程院院士、天津大学余贻鑫教授领导的研发团队从技术基础理论和工程实施方案两方面开展了深入系统的研究，取得了一系列开创性成果：（1）创立了一系列非侵入式电力负荷监测新原理和方法，形成了多种方法融合互补的非侵入式电力负荷监测方法体系，突破了对小功率和功率连续变化型电器可靠检测的瓶颈，准确度明显优于国际同类产品；（2）首创了一整套用于非侵入式电力负荷监测的完全无监督电器自适应建模方法，解决了陌生场景中电器准确建模的技术难题，实现了无需人工干预的电器负荷印记库全自动建立和维护；（3）首创了云—端协同非侵入式电力负荷监测系统解决方案，研发了可推广应用的硬件装置（智能用电分析仪产品）和软件系统
天津大学
2021-04-10
一种配电网节点导纳矩阵的辨识方法
本发明公开了一种配电网节点导纳矩阵的辨识方法，基于总线注入模型，对于不存在隐藏节点的电网系统，从对应于不同稳态的复电压和电流测量的序列中唯一地辨识导纳矩阵；对于存在隐藏节点的星状电网系统，则采用基于图分解的图理论方法以及最大集合的搜索和组合辨识出退化的导纳矩阵；对于存在隐藏节点的网格电网系统，则采用基于低秩和稀疏矩阵分解的方法辨识出退化的导纳矩阵；所辨·724·识出的导纳矩阵可应用于电网故障诊断。
华中科技大学
2021-04-14
微电网优化规划与运行控制关键技术及其应用
微电网优化规划与运行控制关键技术及其应用主要创新性成果如下： （1）系统地发展了含多种分布式能源、多种储能系统、可满足用户综合能源需求的复杂微电网优化规划方法，可实现微电网全生命周期的优化规划。 （2）系统地发展了适于复杂微电网多时间尺度性能研究的仿真分析方法，建成了我国第一个微电网综合物理仿真平台，为微电网运行分析、保护及控制装备研制等提供了强有力的技术支撑。 （3）系统地发展了微电网能量优化管理方法，针对不同结构与组成形式的微电网，可实现分布式电源出力
天津大学
2021-04-14
一种基于联络线相角差的电网等值方法
本发明公开了一种基于联络线相角差的电网等值方法，具体包 括：首先将电网分成多个子电网，利用直流潮流法得到电网的近似潮 流解，进而在该近似潮流解的基础上计算各子电网间联络线上的线路 功率，最后将线路功率以注入功率的形式等值到要保留网络的边界节 点上。本发明采用的直流潮流法能够保证在绝大部分情况下得到电网 的近似潮流解；所提出的等值方案不依赖于电网的准确潮流结果，因 此可以在电网潮流计算不收敛的情况下实现近似的静态等值；所建立 的等值模型有较好的等值精度。
华中科技大学
2021-04-14
一种基于动态电价的微电网运行优化方法
本发明公开了一种基于动态电价的微电网运行优化方法，其特点是将配电网对微电网下达的参考计划交换功率曲线与微电网的计划交换功率曲线进行模糊化，计算二者的欧几里得贴近度来实现电价的动态化，建立考虑动态电价、运行维护成本和排污处理成本目标函数，采用粒子群算法求取微电网经济优化运行方案。使得微电网在运行优化过程中能够协调配电网运行，减轻微电网接入对配电网带来的影响。
四川大学
2016-10-25
一种考虑负荷影响的电网短路电流获取方法
本发明公开了一种考虑负荷影响的电网短路电流获取方法，包 括 步 骤 (1) 建 立 负 荷 模 型 Ua、 Ub、Uc 分别为电网节点的三相电压，za、zb、zc 分别为负荷的三相阻 抗，Ia、Ib、Ic 分别为流入负荷的三相电流；(2)根据负荷模型并采用 补偿法获得电压变化量指标和电流变化量指标；(3)当电压变化量指标 大于设定的第一阈值或者当电流变化量指标大于设定的第二阈值时， 考 虑 负 荷 对 电 网 的 影 响 并 获 得 电 网 短 路 电 流。本发 明提出的电压、电流变化量指
华中科技大学
2021-04-14
一种用于海上风机基础室内试验研究的多自由度循环加载装置
本实用新型公开了一种用于海上风机基础室内试验研究的多自由度循环加载装置，该装置利用动滑轮和定滑轮组成滑轮系统，结合循环步进电机、弹簧基座以及特殊设计的模型箱、钢框架和法兰盘，通过控制循环步进电机的移动距离和移动速度可以实现任意周期和任何形式的循环加载。此外，改变钢框架与模型箱的连接位置，转动法兰盘，同时利用控制基座底部的万向轮，可以实现任意角度的循环加载。本实用新型易于加工安组装，具有较高的经济性和实用性，可以应用于海上风机基础的室内模型试验研究。
浙江大学
2021-04-13
高效率高功率密度交流电源
先进交流电源技术是针对航空等领域所做的技术研发成果。电源输入 端为低压直流电，输出三相及单相正弦波电压源，电源功率从200W〜50KW。 电源釆用了模拟与数字双重保护技术，具有过流、过压、短路、过热等保 护功能，电路拓扑、磁性元件设计等应用了国际前沿工程技术，具有高可 靠性与高效率，能够替代国内的同类电源。性能指标： 1. 输入
西北工业大学
2021-04-14