储能基础知识全套.docx
储能基础知识一、基本介广义定义：储能即能量的存储。是指通过介质或者设备， 把能量存储起来，基于未来应用需要以特定能量形式释 放出来的循环过程。狭义定义：针对电能的存储。指利用化学或者物理的方 法将产生的能量存储起来，并在需要时以电能形式释放 的一系列技术和措施。(后续介绍中均为狭义定义下的 电力储能)01.术语和定义电池储能系统(Battery Energy Storage System, BESS)：是一个利用采锂电池或铅电池作为能量储存载 体，一定时间内存储电能和供应电能的系统，而且提供 的电能具有平滑过渡、削峰填谷、调频调压等功能。电芯(BatteryCelI)：单个电池，电池的最小单元。电池模组(Battery Module/Pack)： 一系列单个电池的 标准封装。电池架/簇(Battery Rack/Cluster)： 一系列电池模组组成的储能单元。电池汇流柜(Battery Collection Panel, BCP)：介于电 池机架和储能逆变器之间,类似于光伏直流汇流箱。储能变流器(PoWerCOnVerSionSyStern, PCS)：双向直 流交流逆变器。电池管理系统(Battery Management System, BMS)： 智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充电 和过放电，延长电池的使用寿命，监控电池的状态。能量管理系统(Energy Management System, EMS)： 是一种集软硬件于一体的智能化系统，用于监控、控制 和优化能源系统中的能量流动和能源消耗。它基于数据 采集、分析和决策支持技术，能够实时监测能源设备的 运行状态、能源消耗情况以及环境条件，从而实现对能 源的高效管理和优化。暖通空调系统(HVA。：通常用在电池集装箱内，保证电 池通风散热和保暖。电池容量(Battery Capacity)：能够容纳或释放的电荷Q, 即电池容量(Ah) =电流(A)X放电时间(h),单位一般为Ah(安时)。比如储能电池标注96Ah,那么在工作电流为96A的时候，理论上可以使用1小时。电池能量(Battery Energy)：电池储存的能量，单位为 Wh (瓦时),能量(Wh)=电压(V)X电池容量(Ah)。例如 3.2V96Ah的电池，其能量为307.2Wh,而如果我们把 4节这样的电池串联，就组成了一个电压是12.8V,容 量为96Ah的电池组，虽然没有提高电池容量，但总能 量确提高了 4倍。充放电速率(C-Rate):放电倍率是指在规定时间内放出 其额定容量时所需要的电流值，它在数值上等于电池 额定容量的倍数。即：充放电电流(A)/额定容量(Ah), 其单位一般为C(C-rate的简写)，如0.5C, IC等。保证发电容量(GUaranteed power capacity, GPC):储 能系统在规定的使用时间内放出的最低容量。循环效率(ROUnd-trip Efficiencyy RTE)：考虑充放电 时的设备损耗及自耗电后，电池充满状态下AC端放出 的全部电量与AC端充满所需的电量之比。循环寿命(Cyde life)：电池的寿命分为循环寿命和日历 寿命两个参数。循环寿命指的是电池可以循环充放电的 次数。即在理想的温湿度下，以额定的充放电电流进行 充放电，计算电池容量衰减到80%时所经历的循环次数。 日历寿命是指电池在使用环境条件下，经过特定的使用 工况，达到寿命终止条件（容量衰减到80%）的时间跨 度。一般业主可能会考核两者的较小值。02.储能分类按技术路 机械类：抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能 线分电气类：超级电容器储能、超导储能电化学类：铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、 全钮液流电池化学类：合成天然气、电解水热储能：储热、储冷、相变储能技术分类对比图按功 功率型储能：这类电源适合小电流长时间放电，功率密 能分 度不高。如果做功率型应用放电要不是自身损耗太大, 要不就干脆严重影响寿命。典型代表：铅酸电池能量型储能：这类电源天生能够大电流放电，不过能量 密度不高。如果要做功率类使用，那就是天价而且重量 体积巨大。典型代表：超级电容二、电化学储能系统组成1、电芯电芯是主要的储能设备，可通过不同的串并联方式灵活 配制为各种容量，适用于各种场景，目前大多为磷酸铁 锂电池、三元锂电池、钠离子电池、全钮液流电池。2、电池管理系统(BMS)BMS主要控制设备，负责采集电芯实时状态进行传输， 同时接受其他控制系统的控制，目前主要有从控、主控、 总控三级控制方式。3、储能变流器(PCS)PCS是主要的能量转换装置，负责直流电与交流电的转 换，带有一定的控制功能，根据实际需求拥有多种功率 段可灵活选择配置，涵盖户用、工商业及电站级PCS。4、能量管理系统(EMS)EMS具有监视，控制和优化发电或输电系统的性能，而 且它可以用于小规模的系统，如微电网。能源管理系统 可以帮助工业生产企业在扩大生产的同时，合理计划和 利用能源，降低单位产品能源消耗，提高经济效益。5、其他其他辅助设备包含温湿度控制系统，监控系统，门禁系 统，照明系统，防护系统、变压器等，部分系统可根据 不同项目进行取舍。三、储能系统作用用户侧：家庭场景：提高电能质量商业场景：削峰填谷、备用电源工业场景：削峰填谷、备用电源、动态增容发电侧：传统发电：辅助调峰、调频新能源发电：平滑输出、提高发电预测能力、移峰提 高使用率微电网侧：负荷管理维持平衡、平滑波动改善电能质量、微电网平 衡控制 电网侧: 预测负荷降低调度难度、减少输电损耗、重要负荷单独 备电
