導語：本文從儲能電池綜述、電池本體產(chǎn)品需求和電池管理系統(tǒng)需求三個維度綜述了電網(wǎng)側儲能對儲能電池的需求。

（來源：微信公眾號“宏成供電” ID：Lnhcgd-96130 作者：晴空藍）

一、儲能電池綜述

1、電化學儲能綜述

（1）相比較其它儲能方式，電化學儲能電站（系統(tǒng)）主要優(yōu)勢包括：

設計靈活、配置方便：模塊化設計，通過并聯(lián)可實現(xiàn)20MW以上級別系統(tǒng)規(guī)模，不 受地理條件限制

響應速度快：毫秒級時間尺度內(nèi)實現(xiàn)額定功率范圍內(nèi)的有功無功的輸入和輸出

精確控制：能夠在可調(diào)范圍內(nèi)的任何功率點保持穩(wěn)定輸出

雙向調(diào)節(jié)能力：充電為用電負荷，放電為發(fā)電電源，額定功率雙倍的調(diào)節(jié)能力

（2）儲能電站面向電網(wǎng)側及新能源消納實際運行需求，在以下方面開展應用示范：

移峰填谷；新能源儲能互補；調(diào)頻服務+“虛擬同步機”；斷面功率控制；動態(tài)無功支撐；大電網(wǎng)緊急控制；微網(wǎng)/冷熱綜合能源；黑啟動/熱備用。

2、儲能容量選擇

儲能容量選擇，需綜合考慮系統(tǒng)潮流、調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓及緊急控制等各方 面需求；目前，儲能容量選擇主要受限于建設運營成本約束。

（1）調(diào)峰、調(diào)頻、緊急控制：主要是面向解決全網(wǎng)性問題，客觀上儲能配置越大越有效。調(diào)峰需求能量型儲能，一般不小于2h，調(diào)頻和緊急控制需求功率型儲能，持續(xù)時間一般小于0.5h即可。

（2）調(diào)壓：主要考慮電網(wǎng)的動態(tài)無功需求，功率型儲能，容量越大，動態(tài)無功支撐能力越強。

二、電池本體產(chǎn)品需求

1、電池選型：選型原則

（1）滿足電網(wǎng)調(diào)頻的持續(xù)高倍率充放電；

（2）滿足電網(wǎng)調(diào)頻，調(diào)峰需求的充放電循環(huán)次數(shù)；

（3）滿足電網(wǎng)調(diào)頻需求的滿充放轉換的快速響應；

（4）滿足電網(wǎng)要求的穩(wěn)定運行以及安全性；

（5）滿足收益要求的成本及系統(tǒng)效率；

（6）滿足電池易維護，電站無人值守的設計要求；

（7）滿足電池高效使用的SOC運行范圍；

（8）滿足環(huán)境要求的寬工作范圍。

2、電池參數(shù)對比

3、電池選型：成組方案對比

4、選型建議

綜合比較各電池技術參數(shù)：

（1）鉛炭電池成本較低，但倍率特性低、循環(huán)壽命短、響應速度慢及存在環(huán)保問題；

（2）全釩液流電池具有較高的倍率特性、循環(huán)次數(shù)高，但其功率及能量密度低、占地 面積大，且高成本；

（3）鋰離子電池具有較高的能量和功率密度，較高的倍率特性、寬SOC運行范圍、循 環(huán)次數(shù)高等優(yōu)勢，其中三元鋰離子電池具有更高的能量及功率密度，但存在安全性 及成本問題。

（4）根據(jù)總體需求，兼顧電網(wǎng)調(diào)頻和調(diào)峰等其他應用場景。

5、鋰離子電池的風險

國內(nèi)外近期發(fā)生多起鋰離子電池儲能電站火災 事故。

7月2日，韓國靈巖一風力發(fā)電園區(qū)內(nèi)ESS儲能 設備發(fā)生重大火災事故，造成706㎡規(guī)模電池 建筑和3500塊以上鋰電池全部燒毀。

鎮(zhèn)江揚中某用戶側儲能項目，8月初項目中的 磷酸鐵鋰電池集裝箱起火并燒毀。

事故一旦發(fā)生就會造成嚴重后果，對鋰離子電池熱事故特征參數(shù)識別、熱失控早期預警、 安全聯(lián)動和消防防護顯得尤為重要。

6、鋅溴液流電池的探索

合適的電化學儲能體系特征：價格合適；安全可控；易于部署；資源豐富。

（1）安全性高、不存在燃燒爆炸風險的化學體系

（2）單液流體系管路簡單

（3）電解液為水體系，利于 散熱，不會燃燒

（4）體系封閉、環(huán)境壓力小 5 原料易得、價格適中

三、電池管理系統(tǒng)需求

1、儲能電站BMS系統(tǒng)概述

大型儲能系統(tǒng)電站可應用于發(fā)電側或電網(wǎng)側的調(diào)頻調(diào)峰或削峰填谷，其中儲能電站BMS實現(xiàn)對電池運行狀 態(tài)量（電壓、電流、溫度、絕緣等）的監(jiān)測，進而實現(xiàn)對電池狀態(tài)剩余電量（SOC）、電池健康狀態(tài)（ SOH）的分析和評估，對電池組（堆）實現(xiàn)均衡管理、控制、故障告警、保護及通訊管理的系統(tǒng)裝置，其 目的是實現(xiàn)電池組的安全、穩(wěn)定、可靠、高效、經(jīng)濟的使用。

儲能系統(tǒng)BMS采用三層典型架構：

從控模塊（電池數(shù)據(jù)采集單元） 第一層主要采集單體電池電壓、溫度等信息，對 電池狀態(tài)進行計算，作均衡、熱管理執(zhí)行控制。

主控模塊（電池簇控制模塊） 第二層主要負責電池組端電壓采集、電流采集、 絕緣檢測、電池狀態(tài)計算、繼電器控制、均衡策 略、數(shù)據(jù)通信等。

總控模塊（電池堆控制模塊） 第三層主要進行數(shù)據(jù)顯示、查詢、參數(shù)設置、數(shù) 據(jù)計算、通訊、數(shù)據(jù)保存等。

2、功能需求

（1）電池模型：電池模型采用增強型自校正(ESC)鋰離子電池等效電路模型，考慮 溫度、滯回電壓、歐姆電阻、RC階數(shù)等影響因素，并能夠為SOC 估計算法提供模型基礎。

（2）電池SOC估算：電池儲能設備荷電狀態(tài)（SOC）采用高精度的安時積分+開路電壓 校正方法，采用神經(jīng)網(wǎng)絡法對磷酸鐵鋰電池SOC進行估算，將估算 誤差控制在5%范圍內(nèi)，具有較高的估算精度。

（3）電池均衡控制：基于電池單體電壓、單體SOC、單體SOH以及歷史數(shù)據(jù)等綜合均 衡判據(jù)，采用被動均衡+主動均衡控制策略，大幅改善成組電池 的一致性、可用容量、電池壽命。

（4）集成高速通信規(guī)約：支持雙網(wǎng)冗余連接模式，通信協(xié)議采用IEC-104、IEC-61850 系列等標準規(guī)約，提升信息傳輸速率。

（5）電池安全保護

采用ASIL-B級保護策略，具備先進的自我故障診斷和容錯技術，對模塊自身軟硬件具備自我檢測功能， 硬件保護措施不會因為BMS故障造成儲能系統(tǒng)安全問題；

具備完善的軟硬件保護設計，采用分級預警、告警以及保護動作等分級保護系統(tǒng)，電壓、溫度等具備變 化率保護、多級閾值保護等。

具備完善的SOE以及故障錄波功能，豐富的本地與遠程的數(shù)據(jù)記錄功能，滿足現(xiàn)場運行狀態(tài)的監(jiān)控以及事后分析的要求，做到歷史事件可追溯、故障問題可分析，做到歷史事件可追溯、故障問題可分析，有效解 決儲能系統(tǒng)發(fā)生故障時責任不清問題；

具備多層級消防聯(lián)動保護系統(tǒng)設計，具備pack級的消防，采用多傳感器融合技術（特征氣體、煙霧、溫 度），結合非標鋰電池熱失控判斷算法，實時監(jiān)控電池熱失控階段，實現(xiàn)鋰電池熱失控早期分級預警，并在 鋰電池發(fā)生火情第一時間進行滅火最小單元干預控制。

（6）防護措施

原標題:電網(wǎng)側儲能對電池本體和管理系統(tǒng)的需求