储能技术之电化学储能精品PPT.pptx

电化学储能知识 目录电化学储能概述铅酸电池锂离子电池液流电池钠硫电池液流电池常用电化学储能的对比电化学储能特性分析总结与展望 4.1 电化学储能的概述电化学储能的基本概念电化学储能通过储能电池完成能量储存、释放与管理过程。储能电池在充电时将外部直流电源连在蓄电池上进行充电，使电能转化成化学能储存起来，放电时再将储存的化学能转换成电能释放出来去驱动外部设备。电化学储能的作用电化学储能技术在电力系统中应用广泛，应用于发电、输电、配电、送电等四个环节，主要作用有调峰调频、削峰填谷、平滑新能源波动等。3/462014-2021年中国电化学储能累计装机容量及增速电化学储能应用领域及作用 电池储能技术存储能量可以从数秒延伸至数小时，输出功率在额定范围内可调，可以满足电网对功率型储能与能量型储能的应用需求。部分电池储能技术已经商业化，也有正在从示范走向商业化。 分类特征铅蓄电池镍氢电池NAS电池锂离子电池体积?重量（能量密度）循环寿命温度特性快速充放电4.1 电化学储能的概述4/46部分储能电池特征概述图 4.1 电化学储能的概述电化学储能技术能量管理技术将能量管理技术按储能设备类型可分为电化学储能变流器系统（power conversion system，PCS）、电池管理系统（battery management system，BMS）和能量管理系统（energy management system，EMS）。1.PCSPCS由DC/AC双向变流器、控制单元等构成。PCS控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。PCS控制器通过控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)接口与BMS通讯，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。5/46储能变流器实物图 4.1 电化学储能的概述电化学储能技术能量管理技术2.BMS电池管理系统是一种对储能系统当中的电池进行管理的系统，通过分析电池内部特性，将采集到的电池充放电数据上传至能量管理系统和BMS内部控制系统，进而确定各电池做何动作。电池管理系统能够将电池单体和许多电池单体通过串并联组成的电池组进行分层管理，实现有效的告警、保护和均衡管理，使得各电池和电池组达到最佳运行状态。6/46电池管理系统实物图 4.1 电化学储能的概述电化学储能技术能量管理技术3.EMS能量管理系统是对整个储能系统进行管理的系统，对各储能电站进行协调调度,下发控制命令至子站储能EMS执行。储能EMS子站响应储能统一调控主站调度命令并根据储能设备运行状态合理地分配到各电池簇中，实现电池模组和电池簇能量与信息管理的融合。能量管理系统主要用于数据采集、网络监控、能量调度和数据分析。7/46储能系统能量管理平台 4.1 电化学储能的概述电化学储能技术电池热管理技术目前研究较多的电池热管理系统有风冷、液冷这两种方式。自然风冷通过空气本身与电池表面的温度差产生热对流，使得电池产生热量被转移到空气中，实现电池模组及电池箱的散热；强制风冷需要额外安装风机、风扇等外部电力辅助设备，使得外部空气通过风道进入电池模组内，循环流动对电池进行冷却。液冷散热方式利用液体流动转移电池工作产生的热量，对电池组或电池箱进行散热。8/46风冷通风方式路线图风冷系统实物图 4.2铅酸电池9/46铅酸电池的特点蓄电池安全密封，在正常操作中，电解液不会从电池的端子或外壳中泄露出；特殊的吸液隔板将酸保持在内，电池内部没有自由酸液，因此电池可放置在任意位置；电池内压超出正常水平后，密封铅酸蓄电池放出多余气体并重新密封，保证电池内没有多余气体；由于独一无二的气体复合系统使产生的气体转化成水，故在使用过程中无需加水，维护较为简单；采用了有抗腐蚀结构的铅钙合金栏板，电池可浮充使用10-15年，使用寿命长；采用先进的生产工艺和严格的质量控制系统，电池的质量稳定，性能可靠。铅酸电池组实体图铅酸电池单体实物图 电解液4.2铅酸电池10/46?指标名称指标(%)(g/L)硫酸含量?40~15480~180?1.3~1.1灼烧残渣含量≤0.020.24铁含量≤0.000040.00048砷含量≤0.000030.00036氯含量≤0.00070.0084硝酸盐含量≤0.00050.0060铜含量≤0.0020.024还原高锰酸钾物质(以O计)≤0.00080.010≤0.00320.038外 观?无色、透明 4.2铅酸电池铅酸电池工作方式铅酸电池主要工作方式分别为充电放电制和定期浮充制。充电放电制是指铅酸电池组充电过程与放电过程分别进行的一种工作方式，即先用整流装置给铅酸电池组充满电后，再由铅酸电池的负载供