ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

В статье предложено согласующее устройство между аккумуляторной батареей и инвертором напряжения в системах накопления электрической энергии на базе реверсивного преобразователя постоянного напряжения в постоянное с улучшенными массогабаритными и стоимостными показателями. К литий-ионным аккумуляторным батареям предъявляются жесткие требования их эксплуатации. Разряд таких батарей не должен превышать их трехкратную емкость (С), тогда как заряд ограничен 0,5С, при этом в зарядном токе не должно присутствовать низкочастотных пульсационных составляющих. Эти требования возможно осуществить с помощью предлагаемого согласующего устройства, особенностью которого являются меньшие габариты и стоимость, что достигается за счет блока дросселей. В статье предложен расчет схемы преобразователя и приведены результаты моделирования, полученные в среде имитационного моделирования Psim (the PowerSim environment). Проведена экономическая оценка преобразователя.

1. Dybko M.A., Brovanov S.V. Active power filter with battery energy storage based on NPC inverters // 2015 16th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechno­logies and Electron Devices. – Erlagol, 2015. – P. 415–421.
2. Тарифы на электрическую энергию. – URL: https://www.nskes.ru/pomoshch-i-spravka/ tarify/tarify-na-elektricheskuyu-energiyu/ (дата обращения: 30.06.2021).
3. Лиотех. Литий-ионные аккумуляторы. – Новосибирск, 2017. – URL: http://liotech.ru/ newsection7159 (дата обращения: 30.06.2021).
4. Park J.-H., Jeong H.-G., Lee K.-B. Output current ripple reduction algorithms for homeenergy storage systems // Energies. – 2013. – Vol. 6. – P. 5552–5569.
5. BU-907: testing lithium-based batteries // Battery University. – 2019. – September 30. – URL: https://batteryuniversity.com/article/bu-907-testing-lithium-based-batteries (accessed: 30.06.2021).
6. Ale Ahmad A., Abrishamifar A., Samadi S. Low-frequency current ripple reduction in front-end boost converter with single-phase inverter load // IET Power Electronics. – 2012. – Vol. 5 (9). – P. 1676–1683.
7. Analysis of battery current microcycles in autonomous renewable energy systems / A.J. Ruddell, A.G. Dutton, H. Wenzl, C. Ropeter, D.U. Sauer, J. Merten, C. Orfanogiannis, J.W. Twidell, P. Vezin // Journal of Power Sources. – 2002. – Vol. 112. – P. 531–546.
8. Patent US 7180275, B 2 G 05 F 1/62, H 02 M 3/156. DC-DC high frequency boost converter / Stefan Reithmaier. – N 11/115,524; date of patent 20.02.2007.
9. Patent “US 5414341, A H 02 M 3/10, G 05 F 1/563, H 02 M 3/158 S. DC-DC converter operable in an asyncronous or syncronous or linear mode / Alan E. Brown. – N 163,477; date of patent 09.05.1995.
10. State of charge control of the, mixed-type battery energy storage system, based on the modular multilevel converter / A. Dudin, T. Ellinger, J. Petzoldt, O. V. Nos // 17th International Conference on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices EDM. – Erlagol, Russia,2016. – P. 395–400.
11. Создание высокотехнологичного производства систем бесперебойного питания и накопления электрической энергии большой мощности (грант, 218 постановление, НИОКТР, N02.G25.31.0194 от 27 апреля 2016 г.).
12. Keil P., Jossen A. Charging protocols for lithium-ion batteries and their impact on cyclelife – an experimental study with different 18650 high-power cells // Journal of EnergyStorage. – 2016. – Vol. 6. – P. 125–141.
13. Zinoviev G., Udovichenko A. The calculating program method of the integrated indicator of grid electromagnetic compatibility with consumers combination of non-sinusoidal currents / 2017 International Multi-Conference on Engineering, Computer and Information Sciences (SIBIRCON). – Novosibirsk, 2017. – P. 481–484.
14. Mathematical models for analysis of electromagnetic processes in thyristor circuits of AC voltage regulators / A.V. Udovichenko, E.V. Grishanov, S.V. Brovanov, M.A. Dybko // 2018 19th International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices (EDM). – Erlagol, Russia, 2018. – P. 6403–6409.