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电池储能系统
• 电池储能系统(BESS)是将直流电池组与交流电网联结 起来的电压源型逆变器。它在电网中的作用象其他同 步装置一样，即可给系统提供无功支持，又可与系统 进行有功交换。
• 任何一个BESS都必须通过一定的控制策略，控制电池 组的充放电周期以维持直流电源电压的恒定。
• BESS多用于平衡负荷变化及作为旋转能量储备，它有 许多非常有益的作用效果，最突出的是提高输电的稳 定性及给系统提供有力的有功支持。美国的研究结果 表明，在受到输电稳定极限限制的南加州输电线路上， 在新诺安装10MW的BESS使亚利桑纳的输送能力提高 了几百MW。
• 安全性好，无公害。
• 用途： 锂锰柱式电池可应用在照相机、摄像机、收单 机、袖珍录放机以及计算机的记忆电 路上。还可以应 用在许多民用、军用及通讯设备上。
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电池储能系统-3
• 镍氢电池特征： • 高容量，容量离散度小 • 低内阻
AA: 15-20 mΩ; AAA: 20-25 mΩ SC:3.54.0 mΩ • 长寿命，寿命可达500次 • 自放电小，50oC静置7天，自放电小于15% ；室 温28天，自放电小于20% • 大电流充放电，动力电池10C放电，性能达到IEC 标准。 • 耐过充，充电过程电池内压低。
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电池储能系统-2
• 锂锰电池产品特点：
• 电压高，单只工作电压2.8V—3.2V。
• 比能量高，C型电池可达到270Wh/kg和 510Wh/L。
• 使用温度范围宽，可在-40°C—+70°C下工作。
• 性能稳定，储存期长，低率放电电压平稳，无电压滞后 现象，自放电小。
• 可以大电流放电。
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电池储能系统
• 电池储能系统(BESS)的优点： P283
• BESS的基本原理与模型： P283
• BESS的控制系统：
P285
• 电池储能系统的核心是储能元件。根据应用 场合、充放电特性、单元容量及运行维护等 因素，用作储能元件的电池有多种类型。
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电池储能系统-0
并联储能系统
一、并联储能系统
•
电力系统的发电、输电、配电与用电必须同时完成，
要求系统始终处于动态平衡状态中。
•
如果出现瞬时的功率不平衡，就会造成系统安全稳
定问题。
储能系统可以平抑系统出现的瞬时功率不平衡，起到 能量的缓冲平衡作用，可有效提高系统的安全稳定性。
储能系统的容量越大，对系统提高安全稳定性的作用 越强。
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二、电池储能系统
Battery Energy Storage Systems
电池储能系统
• STATCOM等FACTS装置，多采用电压源型逆变器。 逆变器的直流单元如采用电容器，则电压源型逆变器只 能与系统进行无功交换，也就是在两个象限运行。
• 如果电压源型逆变器与系统进行有功交换，则逆变 器直流单元电容器的电压将伴随着吸收或送出有功功率 而上升或下降，这将给逆变器的控制带来困难、增加复 杂性，更直接的结果是逆变器无法正常工作。
4.将储能系统与电能转换控制技术相结合，可实现对电 网的快速控制，改善电网的静态和动态特性。
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1.1 电力系统中的储能方式
• 在电力系统中应用的储能方式： P281 1. 蓄电池储能 2. 电容器储能 3. 抽水储能 4. 超导储能 5. 飞轮储能 6. 压缩空气储能。
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储能系统发挥作用，需与电网连接，连接是通过电力 电子装置实现的。
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一、并联储能系统
并联储能系统的作用：
P282
• 1. 削峰填谷，改善系统日负荷率，提高发电设备利用率， 提高电网整体运行效率。
2.储能系统可作为应急备用电源迅速投入系统，提高供 电可靠性。
3.适当控制的储能系统可以抑制电压的异常，提高供电 质量。
• 一、电池的种类：
1. 锂电池 ：锂亚电池、锂锰电池 （相机等） 2. 镍氢电池 ：手机、手表 3. 镍镉电池 ：手机、手表 4. 碱锰电池 ：日常家用 5. 铅酸蓄电池（Valve Regulated Lead）：
工业广泛应用
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电池储能系统-1
• 锂亚电池产品特点： 1. 锂亚硫酰氯电池额定电压3.6V，是目前锂电池系列中电压 最高的； 2. 锂亚硫酰氯电池是实际使用电池中能量最高的一种电池 (500 wh/kg,1000wh/dm3); 3. 常温中等电流密度放电时，放电曲线极为平坦,90%的容量 范围内工作平台保持不变； 4. 电池可以在-40°C--+85°C范围内正常工作。-40°C时的容 量约为常温容量的50%，表现出极为优良的高低温性能; 5. 年自放电率<=1%; 贮存寿命10 年以上; 主要用途： 智能水表气表电表、实时时钟、后备记忆电源、各种仪器、 仪表、设备。高能量用于不同类型军事电子装置和通讯设备 （便携式电台、夜视仪、导航用全球定位装置、数据终端设 备、测距器），水下武器、声纳浮标、地雷、导弹、雷达等4ຫໍສະໝຸດ 1.2 各种储能方式的比较
小型超导 超导 抽水储能 压缩空气/气体 电池储能 飞轮储能 电容器
效率/%≈90 ≈90 ≈60 <50 ≈70 ≈90 ≈90 储能容量 低 高 高 高 中/高 中 高 模块化 是 否 否 否 是 是 是 循环寿命无限 无限 数千次 数千次 百～千次无限 数千次 充电时间分钟 小时 小时 小时 小时 分钟 小时 建设时间 周 年 年 年 月 周 月 环境影响良好 很好 极大 极大 大 良好 大 电厂规模 小 大 大 中 大 小 大 可用性 少 开发 广泛 有 广泛 示范 广泛
• 如果电压源型逆变器的直流单元采用储能元件，则 储能元件可以存储系统多余的有功功率，也可在系统有 功功率欠缺时送出其存储的能量。
• 采用储能元件作直流单元的逆变器，可四象限工作。
• 系统中使用最多的储能元件是蓄电池租——电池储能系 统。（Battery Energy Storage Systems） P282
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电池储能系统-4
• 镍镉电池特点： • 耐高低温（－40度至＋55度）。 • 寿命长（10—20）年，少维护。 • 广泛应用于直流屏、变电站、内燃机车、AGV车、