大容量电池储能体系在电力体系中的运用已有20多年的前史，前期首要用于孤立电网的调频、热备用、调压和备份等。电池储能体系在新动力并网中的运用，国外也已展开了必定的研讨。上世纪90年代末德国在Herne1MW的光伏电站和Bocholt 2MW的风电场别离装备了容量为1.2MWh的电池储能体系，供给削峰、不中止供电和改进电能质量功用。从2003年开端，日本在Hokkaido 30.6MW风电场装置了6MW /6MWh的全钒液流电池（VRB）储能体系，用于平抑输出功率动摇。2014年8月18日，国家风景储输演示工程220千伏智能变电站成功发动。
作为国家电网公司建造刚强智能电网的第一批试点项目，国家风景储输演示土程是现在国内最大的并网太阳能光伏电站、国内陆上单机容量最大的风电场、国际上规模最大的化学储能电站，智能化运转水平最高、运转办法最为多样的新动力演示工程。
储能电站（体系）在电网中的运用意图首要考虑“负荷调理、合作新动力接入、补偿线损、功率补偿、进步电能质量、孤网运转、削峰填谷”等几大功用运用。比方：削峰填谷，改进电网运转曲线，浅显一点解说，储能电站就像一个蓄水池，能够把用电低谷期充裕的水储存起来，在用电顶峰的时分再拿出来用，这样就削减了电能的糟蹋;此外储能电站还能削减线损，添加线路和设备运用寿数。
国内从2014年开端，大规模开端开展动力互联网和储能体系，本文首要简略介绍储能体系。
图1
二 离网储能体系
离网光伏发电体系又称为独立光伏发电体系，首要由PV组件，DC/DC充电操控器、离网逆变器以及负载组成。
图 2
离网体系由以下部分组成：
电池组件、光伏充放电操控器、蓄电池组、离网逆变器、交/直流负载。
光伏充放电操控器，首要效果便是操控蓄电池的充、放电，并维护蓄电池过度充、放电。离网逆变器，离网逆变器的效果是把直流电能转化成沟通电能，并供给给负载运用的设备。
咱们常见的离网储能体系便是太阳能路灯。光伏组件、一个香烟盒巨细的操控器、一盏几十瓦LED灯、一组或许几组蓄电池。就能够供给夜间照明晰。
再大一点的离网储能体系便是“户用体系”了，作者2006年刚刚入行时，国内的光伏工业正处于萌发阶段，国家为了处理青海、西藏西北地区的牧民用电问题，施行了几回“光亮工程”，便是一家一户发一套光伏“户用体系”。
（其时150Wp多晶硅还买到20块一瓦）一套户用体系大约300W，2块电池板、一台操控逆变器一体机、12V100AH的电池2-4块。能够在晚上看液晶电池、LED灯照明、也能够用一些小的电动机（藏民拌和酥油、奶的机器）
更大一点的离网电站，作者参加过多个。其间比较经典的是北京慧能阳光“青海玉树宗达寺”100KW离网太阳能电站。这个寺庙有200多个喇嘛，每天用电100度，这个电站的建造处理了这些喇嘛的用电问题。
图 3
三 并网储能体系
图 4
3.1 体系组成
在图4计划中，储能电站（体系）首要合作光伏并网发电运用，因此，整个别系是包含光伏组件阵列、光伏操控器、电池组、电池办理体系（BMS）、逆变器以及相应的储能电站联合操控调度体系等在内的发电体系。
光伏组件阵列运用太阳能电池板的光伏效应将光能转化为电能，然后对锂电池组充电，经过逆变器将直流电转化为沟通电对负载进行供电;智能操控器依据日照强度及负载的改变，不断对蓄电池组的作业状况进行切换和调理：一方面把调整后的电能直接送往直流或沟通负载。另一方面把剩下的电能送往蓄电池组存储。发电量不能满意负载需求时，操控器把蓄电池的电能送往负载，保证了整个别系作业的连续性和安稳性;并网逆变体系由几台逆变器组成，把蓄电池中的直流电变成规范的380V市电接入用户侧低压电网或经升压变压器送入高压电网。锂电池组在体系中一起起到能量调理和平衡负载两大效果。它将光伏发电体系输出的电能转化为化学能储存起来，以备供电缺乏时运用。
3.2 电池挑选
作为合作光伏发电接入，完成削峰填谷、负荷补偿，进步电能质量运用的储能电站，储能电池是非常重要的一个部件，有必要满意以下要求：
简单完成多办法组合，满意较高的作业电压和较大作业电流;电池容量和功用的可检测和可确诊，使操控体系可在预知电池容量和功用的状况下完成对电站负荷的调度操控;高安全性、牢靠性：在正常运用状况下，电池正常运用寿数不低于15年;在极限状况下，即便产生毛病也在受控规模，不应该产生爆炸、焚烧等危及电站安全运转的毛病;具有杰出的快速响应和大倍率充放电才干，一般要求5-10倍的充放电才干;较高的充放电转化功率;易于装置和维护;具有较好的环境适应性，较宽的作业温度规模。
几种电池功用比较
从初始出资本钱来看，锂离子电池有较强的竞争力，钠硫电池和全钒液流电池未形成工业化，供给途径受限，较贵重。从运营和维护本钱来看，钠硫需求继续供热，全钒液流电池需求泵进行流体操控，添加了运营本钱，而锂电池简直不需求维护。依据国内外储能电站运用现状和电池特色，主张储能电站电池选型首要为磷酸铁锂电池。不主张运用铅酸电池的原因是电池寿数问题，大品牌铅酸蓄电池在频频充放电的状况下大约只要2.5-3年的寿数，锂电池的寿数会长许多。
3.3 能量办理体系
在储能电站中，储能电池往往由几十串乃至几百串以上的电池组构成。因为电池在生产过程和运用过程中，会形成电池内阻、电压、容量等参数的不一致。这种差异表现为电池组充溢或放完时串联电芯之间的电压不相同，或能量的不相同。这种状况会导致部分过充，而在放电过程中电压过低的电芯有或许被过放，然后使电池组的离散性明显添加，运用时更简单产生过充和过放现象，全体容量急剧下降，整个电池组表现出来的容量为电池组中功用最差的电池芯的容量，终究导致电池组提早失效。因此，关于磷酸铁锂电池电池组而言，均衡维护电路是有必要的。当然，锂电池的电池办理体系不仅仅是电池的均衡维护，还有更多的要求以保证锂电池储能体系安稳牢靠的运转。
1 单体电池电压均衡功用
此功用是为了批改串联电池组中因为电池单体本身工艺差异引起的电压、或能量的离散性，防止单个单体电池因过充或过放而导致电池功用变差乃至损坏状况的产生，使得一切个别电池电压差异都在必定的合理规模内。要求各节电池之间差错小于±30mv。（电动汽车刚刚打破这个瓶颈，）
2 电池组维护功用
单体电池过压、欠压、过温报警，电池组过充、过放、过流报警维护，堵截等。
3 收集的数据首要有：
单体电池电压、单体电池温度（实践为每个电池模组的温度）、组端电压、充放电电流，核算得到蓄电池内阻。
通讯接口：选用数字化通讯协议IEC61850。在储能电站体系中，需求和调度监控体系进行通讯，上送数据和履行指令。
4 确诊功用
BMS应具有电池功用的剖析确诊功用，能依据实时丈量蓄电池模块电压、充放电电流、温度和单体电池端电压、核算得到的电池内阻等参数，经过剖析确诊模型，得出单体电池当时容量或剩下容量（SOC）的确诊，单体电池健康状况（SOH）的确诊、电池组状况评价，以及在放电时当时状况下可继续放电时刻的预算。依据电动汽车相关规范的要求《锂离子蓄电池总成通用要求》（现在储能电站无相关规范），对剩下容量（SOC）的确诊精度为5%，对健康状况（SOH） 的确诊精度为8%。
5 热办理
锂电池模块在充电过程中，将产生很多的热能，使整个电池模块的温度上升，因此，BMS应具有热办理的功用。
6 毛病确诊和容错
若遇反常，BMS应给出毛病确诊告警信号，经过监控网络发送给上层操控体系。对储能电池组每串电池进行实时监控，经过电压、电流等参数的监测剖析，核算内阻及电压的改变率，以及参阅相对温升等归纳办法，即时查看电池组中是否有某些已坏不能再用的或或许很快会坏的电池，判别毛病电池及定位，给出告警信号，并对这些电池采纳恰当处理办法。当毛病堆集到必定程度，而或许呈现或开端呈现恶性事故时，给出重要告警信号输出、并堵截充放电回路母线或许支路电池堆，然后防止恶性事故产生。选用储能电池的容错技能，如电池旁路或能量转移等技能，当某一单体电池产生毛病时，以防止对整组电池运转产生影响。
办理体系对体系本身软硬件具有自检功用，即便器材损坏，也不会影响电池安全。保证不会因办理体系毛病导致储能体系产生毛病，乃至导致电池损坏或产生恶性事故。
7 其它维护技能
关于电池的过压、欠压、过流等毛病状况，采纳了堵截回路的办法进行维护。对瞬间的短路的过流状况，过流维护的延时时刻一般至少要几百微秒至毫秒，而短路维护的延时时刻是微秒级的，简直是短路的瞬间就堵截了回路，能够防止短路对电池带来的巨大损害。在母线回路中一般选用快速熔断器，在各个电池模块中，选用高速功率电子器材完成快速堵截。
8 蓄电池在线容量评价SOC
在丈量动态内阻和真值电压等基础上，运用充电特性与放电特性的对应联系，选用多种形式分段处理办法，树立数学剖析确诊模型，来丈量剩下电量SOC。剖析锂电池的放电特性，依据积分法选用动态更新电池电量的办法，考虑电池自放电现象，对电池的在线电流、电压、放电时刻进行丈量;猜测和核算电池在不同放电状况下的剩下电量，并依据电池的运用时刻和环境温度对电量猜测进行校对，给出剩下电量SOC的猜测值。
为了处理电池电量改变对丈量的影响，可选用动态更新电池电量的办法，即运用上一次所放出的电量作为本次放电的基准电量，这样跟着电池的运用，电池电量减小体现为基准电量的减小;一起基准电量还需求依据外界环境温度改变进行相应批改。
四 主张
储能体系、微型电网体系出资很大，蓄电池的本钱适当高。作者做过的测算，一个厂用储能体系（夜间低谷从电网取电储能，白日顶峰开释）峰谷电价距离要到达0.5-0.7元锂电池储能才干到达微利。储能体系技能杂乱，非专业规划院无法规划，要各个设备厂家紧密合作。
