电网侧储能对电池本体和管理系统的需求

电网侧储能对电池本体和管理系统的需求

2019年4月26日

目 录

CONTENTS

储能电池综述1234

合作展望

电池本体产品需求电池管理系统需求

设计灵活、配置方便

模块化设计，通过并联可实现20MW以上级别系统规模，不受地理条件限制

响应速度快

毫秒级时间尺度内实现额定功率范围内的有功无功的输入和输出

精确控制

能够在可调范围内的任何功率点保持稳定输出

双向调节能力

充电为用电负荷，放电为发电电源，额定功率双倍的调节能力

绿

色

环

保

，

促

进

环

境

友

好

集

约

用

地

，

减

少

资

源

消

耗

科

学

安

全

，

建

设

周

期

短

技

术

成

熟

其他优势

相比较其它储能方式，电化学储能电站（系统）主要优势包括： 1-1 电化学储能综述

储能电站面向电网侧及新能源消纳实际运行需求，在以下方面开展应用示范：

移峰填谷

动态无功支撑断面功率控制新能源储能互补01020305

06大电网紧急控制07调频服务+“虚拟同步机”微网/冷热综合能源

04

黑启动/热备用

08

1-1电化学储能综述

储能容量选择，需综合考虑系统潮流、调峰、调频、调压及紧急控制等各方面需求；目前，储能容量选择主要受限于建设运营成本约束。

u 调峰、调频、紧急控制：主要是面向解决全网性问题，客观上储能配置越大越有效。调峰需求能

量型储能，一般不小于2h，调频和紧急控制需求功率型储能，持续时间一般小于0.5h即可。u 调压：主要考虑电网的动态无功需求，功率型储能，容量越大，动态无功支撑能力越强。

华东电网典型小负荷方式下雁淮直流双极闭锁下储能

对系统频率最低点的改善效果

48.8

48.94949.149.249.349.449.549.60

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

系统频率最低点/H z

储能配置容量/MW

1-2 储能容量选择

目 录

CONTENTS

储能电池综述1234

合作展望

电池本体需求电池管理系统需求

满足电网调频的持续高倍率充放电 满足电网调频，调峰需求的充放电循环次数 满足电池易维护，电站无人值守的设计要求 满足收益要求的成本及系统效率 满足电池高效使用的SOC运行范围 满足环境要求的宽工作范围

满足电网要求的稳定运行以及安全性 满足电网调频需求的满充放转换的快速响应12345678

2-1 电池选型：选型原则

2-2 电池参数对比

电池类型铅炭电池锂离子电池（磷酸铁锂）锂离子电池（三元锂）全钒液流电池工作电压（V）2 2.8-3.7 3.2-4.2 1.5

能量密度(Wh/kg)25-50130-160200-2207-15

功率密度（W/kg）150-500500-10001000-150010-40倍率性能0.25C长期2C/瞬时5C长期2C/瞬时5C2～5C SOC推荐使用范围30%~80%10%～90％10%～85％30%~90%

电池组循环次数1000-30003000-50002500-4000＞10000工作温度-20~60℃充电-10~45℃/放电-20~55℃充电-30~55℃/放电-30~60℃-5~60℃

响应速度<10ms毫秒级毫秒级毫秒级

安全性析氢等弱风险保护措施得当燃烧风险较低燃点低，燃烧等风险较高五氧化二钒等毒性弱风险

环保性存在一定环境风险环境友好环境友好环境友好能量成本(元/kWh)800-13001300-16001500-20002200-2300电池效率80~90%98%@0.1C/90%@1C98%@0.1C/90%@1C60%~75%

储能系统类型铅炭电池

锂离子电池

（磷酸铁锂）

锂离子电池

（三元锂）

全钒液流电池

集装箱规格40呎40呎40呎20呎

集装箱数量100个100个50个400个（另需配置电解液储罐）

BMS设计难度简单，主要以监控为

主

复杂，需要考虑SOC估算

精度以及均衡算法

十分复杂，电压抖动剧烈，SOC估

算难度较大，一致性需要精准的均

衡算法

一般

系统集成可行性可行可行，国内主流技术路线，

方案相对成熟

待验证，日韩为代表的国外技术路

线，尚未掌握核心技术，一致性问

题较为严重，标准尚未统一

待验证

运维特点 电池寿命短，运维差

别化服务难

可实现无人运维

难实现无人运维，安全因素是制

约

可长时间运行，但增添电解液作

业繁琐，工程浩大

初始投资相对少适中较大较大 2-3 电池选型：成组方案对比