Dynamic Modelling and Control of Grid-Level Energy Storage Systems
Notice bibliographique
Résumé
The focus of this work is on two energy storage technologies, namely pumped storage hydroelectricity (PHS) and secondary batteries. Under secondary battery technologies, two potential technologies for grid-scale storage, namely high-temperature sodium-sulfur (NaS) battery and vanadium redox flow battery (VRFB), are investigated. PHS is a largescale (>100 MW) technology that stores and generates energy by transporting water between two reservoirs at different elevations. The goal is to develop a detailed dynamic model of PHS and then design the controllers to follow the desired load trajectory accurately with high efficiency. The NaS battery and VRFB are advanced secondary batteries which can be charged and discharged rapidly. Since temperature excursion of high temperature NaS batteries especially under fast cycling conditions is a safety hazard and the temperature excursion can take place at some location within the cell where measurement is not feasible, the focus is on a model-based approach for transient analysis and development of novel thermal management techniques. A detailed thermo-electrochemical dynamic model of a single NaS has been developed. As a detailed cell model is computationally intractable for simulating large number of cells in the battery, various strategies such as coordinate transformation, orthogonal collocation, and model reformulation have been developed to obtain a reduced order model that solves significantly faster than the full, high-dimensional model but provides an accurate estimate of the key variables such as transient voltage/current/temperature profile in the cell. Sodium sulfur batteries need to be maintained within a temperature range of 300-4000C. Therefore, the focus was on developing thermal management strategies that can not only maintain the cell temperature near the optimum, but can effectively utilize the heat, improving the overall efficiency of the battery system. VRFBs can provide large amount of storage as the electrolytes are stored in separate tanks. However, the self-discharge reactions (due to crossover) along with the undesired side reactions and the dissolved water in the membrane, can significantly reduce the capacity. A dynamic model-based approach is developed for detection, identification, and estimation of capacity fade and SOC as a function of time. A model-based prognostic capability has been developed for estimating the remaining useful cell life.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,002 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,004 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».