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电化学储能关键技术分析

摘要：近年来，我国整体经济建设发展迅速，国家对于各行业的发展力度给

予了高度支持，已经取得了非常不错的成效，随着全球可再生能源的应用越来越

普及、电动汽车产业以及智能电网的迅速发展，储能技术成为促进能源发展的关

键要素。当前，可再生能源包括风能、太阳能和潮汐能等，为了应对不可预测和

多变特性，有效缓解电网剧烈波动，保证电网的可靠性，需要在新能源中配置适

当的储能系统使得新能源变得尽可能可控。当前在储能领域中，电化学储能技术

更具优势。

关键词：电化学储能；关键技术

引言

我国经济建设自改革开放发展至今取得的成就和成果得到了世界领域的高度

认可，为我国基础建设的不断完善贡献力量。电化学储能系统作为发展和建设智

能电网的关键支柱之一，具有技术成熟、建设周期短、响应速度快、可靠性高、

无污染、噪声低、适应性强、可扩充、便于安装等特点，不仅能改善电网电能质

量，提高可再生能源利用率，还可用于调频调峰等场景。

1能量管理技术

储能电站的电池管理系统主要用于储能电站的能量管理，其获得外部监控系

统得到的数据后，根据电池数据采集部分得到的数据计算电池组SOC的差异，通

过计算结果判别是否报警，若判断系统正常，则主控单元发出驱动信号控制整个

电路的运行；否则发出报警信号。SOC是电池在实际应用中的一个重要参数，其

估算越准确，越能实时地获取储能电站的电能使用情况，为储能电站的稳定运行

提供可靠的保障。作为电池管理系统的重要参数之一，准确的SOC估计可避免电

池过充电或过放电，延长电池的剩余使用寿命，因此对SOC的估算是不可或缺的。

有研究项目结合粒子群算法与最小二乘支持向量机，避免单一算法存在陷入局部

最优的问题，提高SOC的估算准确度。系统可根据实时估计出的SOC值进行分区

处理，将储能电站各个电池簇按照以分成的工作区进行功率分配，使电池簇之间

出力更加合理，提高整个电站运行效率。

2软件平台架构

1.采集层,系统采集层通过数据采集服务接口与网关交互，通过解析通信报

文完成对现场厂站数据的采集，并不断刷新实时库，根据订阅命令或数据更新推

送消息到消息总线，同时接收其他微服务的指令下发给网关，并将结果以消息的

方式返回给对应微服务。采集层作为后台系统中实时数据输入、输出的中心，主

要承担储能调度中心与各厂站间实时数据通信处理任务，包含信息交换、命令传

递、规约解析、通道编码与解码、对时、采集资源的合理分配等。2.数据层,系

统数据存储由Redis实时库、时序库、MySQL历史库和MySQL配置库组成。Redis

实时库和时序库由采集层写入数据，考虑到计算数据和越限告警数据读取速率和

时间特性，将其存入时序库；MySQL历史库存储常规数据；MySQL配置库主要用

于下装越限规则、下装权限配置和计算定义表等相关配置信息，通过MySQL配置

库可实现对配置信息的统一管理。

3钠离子电池

某些金属氰胺化合物不仅表现出良好的储锂性能，在钠离子电池中也有突出

表现。讨论FeNCN，也可以用于钠离子电池的负极材料。首先报道的FeNCN负极，

展现出400mAh/g的高比容量，200圈循环后仍保持86%，比容量和循环稳定性均

远高于FeO，同时还具有较高的倍率性能。最近，通过高温热解草酸铁铵和尿素

的混合物制备了FeNCN独特的锚状结构。由于界面Fe-C键的形成，在进行多次

电化学循环的转化反应时，Fe-C键可以在FeNCN被还原时抑制Fe纳米晶迁移，

增强其循环稳定性。300圈循环后，容量保持率为79.9%，相对无界面键合的对

比样品，稳定性显著提高，且比容量提升了近20%。通过进一步控制热解条件，

制备了在碳衬底表面牢固负载的FeNCN晶粒。由于FeNCN的准层状六方结构，

FeNCN晶粒沿方向取向生长。动力学分析表明，电极容量主要来自于表面控制的

电容过程，比例高达87.7%。根据FeNCN的晶体结构，通过计算Na+沿不同晶向

+

的扩散势垒。由于Fe-N共价键的作用较强，对Na的束缚较弱，Na+沿晶向可在

相邻的孔道迅速跃迁，而晶向族具有合适的一维孔道结构，可促进Na+传输。结

合FeNCN晶粒的高度取向，Na+的高速传输可从晶格层次扩展至晶粒层次，因而

制备的FeNCN电极具有优异的电化学储钠性能。

4电化学储能在保底变电站中的接入