儲(chǔ)能電站電池知識(shí)

演講人：-09儲(chǔ)能電站電池知識(shí)目錄CONTENT儲(chǔ)能電站概述電池基本知識(shí)儲(chǔ)能電站用電池選型與配置儲(chǔ)能電站電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)儲(chǔ)能電站安全防護(hù)與應(yīng)急處置儲(chǔ)能電站運(yùn)行維護(hù)與優(yōu)化建議儲(chǔ)能電站概述定義儲(chǔ)能電站是通過電化學(xué)電池或電磁能量存儲(chǔ)介質(zhì)進(jìn)行可循環(huán)電能存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換及釋放的設(shè)備系統(tǒng)。分類包括電池儲(chǔ)能電站、抽水蓄能電站、壓縮空氣儲(chǔ)能電站、飛輪儲(chǔ)能電站等。儲(chǔ)能電站定義與分類削峰填谷在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時(shí)儲(chǔ)能，在負(fù)荷高峰時(shí)釋放，實(shí)現(xiàn)電力負(fù)荷的削峰填谷。提高電網(wǎng)穩(wěn)定性通過快速響應(yīng)和調(diào)節(jié)電力輸出，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓和頻率，提高電網(wǎng)的可靠性和穩(wěn)定性。分布式能源接入在分布式能源系統(tǒng)中，儲(chǔ)能技術(shù)可以解決可再生能源發(fā)電的隨機(jī)性和不穩(wěn)定性問題，提高系統(tǒng)的能源利用率。儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用全球儲(chǔ)能電站總裝機(jī)容量持續(xù)增長(zhǎng)，抽水蓄能電站占比最大，但電池儲(chǔ)能電站的增長(zhǎng)速度最快。發(fā)展現(xiàn)狀隨著電池技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的降低，電池儲(chǔ)能電站將成為未來儲(chǔ)能電站的主流；同時(shí)，壓縮空氣儲(chǔ)能電站、飛輪儲(chǔ)能電站等新型儲(chǔ)能技術(shù)也將得到快速發(fā)展和應(yīng)用。發(fā)展趨勢(shì)國內(nèi)外儲(chǔ)能電站發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)02電池基本知識(shí)電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流。電池工作原理電池由正極、負(fù)極、電解質(zhì)和隔膜等組成。電池構(gòu)成正極和負(fù)極上的化學(xué)反應(yīng)是電池產(chǎn)生電流的關(guān)鍵。電極反應(yīng)電池工作原理及構(gòu)成0203一次性電池?zé)o法重復(fù)充電使用，如干電池、堿性電池等，電量耗盡后需丟棄。二次電池可重復(fù)充電使用，如鉛酸蓄電池、鋰離子電池等，具有較高的經(jīng)濟(jì)性。燃料電池直接將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，無需經(jīng)過燃燒過程，能量轉(zhuǎn)換效率高。太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，環(huán)保、可再生，但受天氣和光照強(qiáng)度影響。常見電池類型及特點(diǎn)電動(dòng)勢(shì)表示電池在理論上能夠產(chǎn)生的最大電壓，單位為伏特（V）。表示單位質(zhì)量或單位體積的電池所能輸出的電能，單位通常為瓦時(shí)/千克（Wh/kg）或瓦時(shí)/升（Wh/L）。表示電池在一定條件下能夠儲(chǔ)存的電量多少，單位為安時(shí)（Ah）。表示電池內(nèi)部對(duì)電流的阻礙作用，電池內(nèi)阻越小，輸出性能越好。電池性能指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法容量比能量電阻03儲(chǔ)能電站用電池選型與配置鉛酸蓄電池成本相對(duì)較低，適合大規(guī)模應(yīng)用。成本較低鉛酸蓄電池維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單，可大大降低運(yùn)維成本。維護(hù)方便020304鉛酸蓄電池技術(shù)成熟，可靠性高，適用于大規(guī)模儲(chǔ)能電站。可靠性高鉛酸蓄電池可回收利用，環(huán)保性好。環(huán)保性好鉛酸蓄電池在儲(chǔ)能電站中的應(yīng)用鋰離子電池在儲(chǔ)能電站中的應(yīng)用能量密度高鋰離子電池能量密度高，體積小，重量輕，適合應(yīng)用于儲(chǔ)能電站。循環(huán)壽命長(zhǎng)鋰離子電池循環(huán)壽命長(zhǎng)，能夠滿足儲(chǔ)能電站長(zhǎng)期運(yùn)行的要求。充放電性能好鋰離子電池充放電性能優(yōu)良，能夠快速響應(yīng)電網(wǎng)的調(diào)節(jié)需求。環(huán)保無污染鋰離子電池?zé)o污染，無噪音，對(duì)環(huán)境友好。能量密度高、效率高，但成本高，技術(shù)成熟度有待提高。鈉硫電池其他類型電池在儲(chǔ)能電站中的嘗試安全性高、壽命長(zhǎng)，但能量密度低，占地面積大。液流電池環(huán)保、壽命長(zhǎng)，但依賴于特定的地理?xiàng)l件，應(yīng)用受限。壓縮空氣儲(chǔ)能響應(yīng)速度快、充放電次數(shù)多，但能量密度低，持續(xù)供電時(shí)間短。飛輪儲(chǔ)能04儲(chǔ)能電站電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)電池管理系統(tǒng)功能需求實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的電壓、電流、溫度等參數(shù)，確保電池在安全范圍內(nèi)運(yùn)行。電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)根據(jù)電池的實(shí)時(shí)狀態(tài)和外部條件，合理控制電池的充放電過程，避免過充、過放和過流等異常情況。通過散熱、加熱等措施，控制電池組在工作過程中的溫度，防止電池過熱或過冷導(dǎo)致的性能下降和安全隱患。充放電控制采用有效的均衡策略，使電池組中各個(gè)電池單體的電壓、容量和內(nèi)阻等參數(shù)保持一致，提高電池組的整體性能和使用壽命。電池均衡020403熱管理單體電壓監(jiān)測(cè)通過高精度電壓采集電路，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)每個(gè)電池單體的電壓，以判斷電池的充放電狀態(tài)和容量。電流監(jiān)測(cè)通過電流傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的充放電電流，用于計(jì)算電池的剩余容量和SOC（StateofCharge）等參數(shù)。溫度監(jiān)測(cè)通過溫度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的溫度，以判斷電池的工作狀態(tài)和熱管理效果，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整。SOH（StateofHealth）估計(jì)通過對(duì)電池的充放電循環(huán)次數(shù)、電壓、內(nèi)阻等參數(shù)的分析，估計(jì)電池的健康狀態(tài)，為電池的維護(hù)和更換提供依據(jù)。電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)與估計(jì)方法被動(dòng)均衡通過耗散電阻或變壓器等元件，將電壓較高的電池單體的能量轉(zhuǎn)移到電壓較低的電池單體，實(shí)現(xiàn)電池組的均衡充電。這種方式簡(jiǎn)單易行，但能量損耗較大。均衡充電策略選擇根據(jù)電池組的實(shí)際情況和均衡需求，選擇合適的均衡充電策略，如定期均衡、按需均衡等。均衡充電實(shí)現(xiàn)方式通過BMS電池管理系統(tǒng)的控制策略和算法，實(shí)現(xiàn)電池組的均衡充電，提高電池組的整體性能和使用壽命。主動(dòng)均衡通過DC-DC變換器等電力電子裝置，將電壓較高的電池單體的能量轉(zhuǎn)移到電壓較低的電池單體，實(shí)現(xiàn)電池組的均衡充電。這種方式能量損耗較小，但成本較高。均衡充電策略及實(shí)現(xiàn)方式05儲(chǔ)能電站安全防護(hù)與應(yīng)急處置安全防護(hù)措施及要求電池組防護(hù)儲(chǔ)能電站的電池組應(yīng)采用專用防爆箱或防爆室進(jìn)行隔離，防止電池短路、過充、過放等情況發(fā)生?；馂?zāi)防護(hù)措施應(yīng)設(shè)置火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和滅火系統(tǒng)，定期對(duì)電池組進(jìn)行巡檢和維護(hù)，及時(shí)排除火災(zāi)隱患。接地與防雷保護(hù)儲(chǔ)能電站的電池組應(yīng)設(shè)置良好的接地系統(tǒng)，防止雷擊和靜電對(duì)電池組造成損害。監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)配置實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，對(duì)電池組的電壓、電流、溫度等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常情況。應(yīng)急預(yù)案編制針對(duì)儲(chǔ)能電站可能出現(xiàn)的安全事故，制定詳細(xì)的應(yīng)急預(yù)案，包括應(yīng)急組織、通訊聯(lián)絡(luò)、現(xiàn)場(chǎng)處置等方面。應(yīng)急演練實(shí)施定期組織應(yīng)急演練，模擬實(shí)際情況進(jìn)行應(yīng)急處置，提高應(yīng)急響應(yīng)速度和處置能力。演練評(píng)估與改進(jìn)對(duì)演練過程進(jìn)行評(píng)估，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，不斷完善應(yīng)急預(yù)案和處置措施。應(yīng)急處置預(yù)案制定與演練分析電池組短路事故的原因、危害及防范措施，提出針對(duì)性的改進(jìn)措施。電池組短路事故剖析儲(chǔ)能電站火災(zāi)事故的原因、擴(kuò)散途徑及后果，總結(jié)有效的滅火和救援方法?；馂?zāi)事故案例分析探討過充過放對(duì)電池組的損害機(jī)理，制定避免過充過放的措施，提高電池組的使用壽命。過充過放事故典型事故案例分析020306儲(chǔ)能電站運(yùn)行維護(hù)與優(yōu)化建議運(yùn)行維護(hù)工作流程及注意事項(xiàng)定期檢查對(duì)儲(chǔ)能電池組進(jìn)行外觀檢查，確保電池外觀完好，無電解液泄漏、變形等現(xiàn)象，同時(shí)檢查電池連接線和接觸器是否松動(dòng)或腐蝕。充放電管理02根據(jù)電池組的實(shí)際情況，制定合理的充放電計(jì)劃，避免過充或過放現(xiàn)象，同時(shí)監(jiān)控電池組的電壓、電流、溫度等參數(shù)，確保電池組處于最佳工作狀態(tài)。數(shù)據(jù)記錄與分析03對(duì)儲(chǔ)能電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄和分析，包括電池組的充放電數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、故障報(bào)警等，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理異常情況。安全防護(hù)措施04建立完善的安全防護(hù)措施，如防火、防爆、防電擊等，確保儲(chǔ)能電站的安全可靠運(yùn)行。電池組故障針對(duì)電池組可能出現(xiàn)的故障，如電壓異常、內(nèi)阻增大、容量下降等，分析故障原因并采取相應(yīng)的修復(fù)措施，如更換損壞的電池、調(diào)整電池組均衡等。對(duì)儲(chǔ)能電站的控制系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查和維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并排除控制系統(tǒng)故障，確?？刂葡到y(tǒng)的正常運(yùn)行。針對(duì)電網(wǎng)可能出現(xiàn)的故障，如電壓波動(dòng)、停電等，制定相應(yīng)的應(yīng)急措施，確保儲(chǔ)能電站的安全可靠運(yùn)行。針對(duì)其他可能出現(xiàn)的故障，如設(shè)備老化、接觸不良等，采取相應(yīng)的維護(hù)和更換措施，確保儲(chǔ)能電站的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行?？刂葡到y(tǒng)故障電網(wǎng)故障其他故障故障診斷與排除方法分享020304電池組性能優(yōu)化控制系統(tǒng)優(yōu)化根據(jù)電池組的運(yùn)行數(shù)據(jù)和性能情況，調(diào)整電池組的充放電策略，優(yōu)化電池組的性能，提高儲(chǔ)