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梯次利用电池在微电网中的应用
一
二
三
四
五
背景介绍
梯次利用电池的分选、重组技术
梯次利用电池的均衡控制技术
梯次利用电池在微电网中的应用
展望
国家能源产业政策的密集出台，大力推动了我国分布式电源的迅
猛发展，分布式电源高渗透率、大规模接入配电网已成必然趋势
《开展分布式光伏发电示范区建设的通知》--国能[2013]
《关于促进分布式可再生产业健康发展的若干意见》--国发[2013]
《关于进一步落实分布式光伏发电有关政策的通知》--国能[2014]
微电网的提出：
由分布式电源、储能设备、可控负荷及电力电子变流器等构成的局部电网，既可以并网运行，也可以孤岛运行。
现有电力网络难以承受大规模分布式电源的并网，为了保证大电网的安全稳定、分布式电源潜能充分释放和发挥。
储能
光伏
风机
负载
分布式发电：
有利于一次能源的多元化
发展可再生能源，减少排放污染
提高能源综合利用效率
提高电网供电安全、可靠性
背景介绍
提高抗灾能力及应急供电
新农村电气化
最大化接纳分布式电源
节能降耗、提高能效
智能电网的有机组成部分
满足用户多类电能质量需求
背景介绍
背景介绍
储能在微电网中的应用
平抑可再生能源波动
改善电能质量
提供短
时供电
能量优化调度
背景介绍
比容量 成本
寿命/次（放电深度
储能类型 比功率（W/kg）
（Wh/kg） （$/kW/yr）
80%）
飞轮
40~230
5×103
40~80
104~6×104
铅酸电池
35~50
75~300
25
2×102~5×103
钠硫电池
150~240
90~230
85
3×103
锂电池
150~200
200~315
120
103~104
抽水蓄能
200
104~5×104
压缩空气
150
8×103~3×104
超级电容
0.2~10
102~5×103
85
103~105
超导储能
1~10
107~1012
200
104~105
随着锂电池的性能和寿命的改善，高油价和节能减排政策带来的对电动汽车的需求猛增，风能/太阳能等清洁能源发电和智能电网系统导向的电池储能市场的扩大，锂电池的发展越来越受到人们的关注。然而，锂电池的高昂成本成为限制其发展的重要因素。
发展电动汽车是减轻大气污染的重要途径，已经上升为国家战略
《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》
《节能与新能源汽车产业发展规划》
《关于进一步做好新能源汽车推广应用工作的通知》
退役电池数量庞大，环境隐患不容小视
2015年，退役电池数量累计达到4万吨以上，约有3.2亿Ah可以梯次利用。2020年，电池报废数量累计达到12万-17万吨，预计有9.5亿Ah可梯次利用。
国家电网公司积极参与和推进电动汽车产业发展，因此产生的大量退役电池需要进行合理处置，开展电池梯次利用即可减少电池使用数量，也能降低微电网运行成本。
背景介绍
一
二
三
四
梯次利用电池特性分析
电池分选技术与指标
梯次利用电池分选、重组与均衡技术
电池混合均衡技术
电池重组技术与指标
梯次利用电池特性
容量减少
电压一致性降低
内阻增加
性能衰退
梯次利用电池分选、重组技术
梯次利用电池分选指标
确定以电池内阻、循环性能及隔膜降解特
性为基础的梯次利用电池分选、重组指标。
内阻与循环寿命有关，要求不大于3mΩ
电池内阻
循环性能表征了电池的新旧程度，充放电率应小于1C
循环性能
反应电池滥用程度及安全性，
表征电池可用性的重要因素
隔膜降解特性
分选与重组标准
梯次利用电池分选、重组技术
梯次利用电池分选标准
序号
分级项目
分选标准
1
外观检测
无漏液、无气胀、无缺损、无裂痕、无腐蚀
2
内阻电压检测
内阻≥10MΩ,电压≤2.0V,判定模块为不合格,进行报废处理
3
模块分容(容量电量筛分)
≤85%标称容量,判断为不合格,进入单体电芯分选流程
4
常温搁置7天(低电压筛选)
压降≥0.05V
5
全测内阻电压
内阻≥3mΩ,电压≤3.0V,判定电池不合格
6
电芯外观检测
无漏液、无气胀、无缺损、无裂痕、无腐蚀
7
内阻电压检测
内阻≥3mΩ,电压≤3.0V,判定电池不合格
8
电芯分容(容量电量筛分)
≤70%标称容量,判断退役电池电芯为不合格,直接报废
9
常温搁置7天(低电压筛选)
压降≥0.05V
10
全测内阻电压
内阻≥3mΩ,电压≤3.0V,判定电池不合格
11
电芯配组
12
低压搁置7天(低电压筛选)
压降≥0.05V
梯次利用电池分选、重组技术
序号
重组项目
重组标准
1
外观单体退役电池使用年限分选
单体退役电池使用年限≤8年,否则直接报废入库
2
单体退役电池生产厂家分选
相互配组的单体退役电池必须为同一生产厂家
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