储能系统电池参考PPT
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
• 缺点 • 储能密度不高 • 需要辅助液泵。
• 应用领域 • 负荷调峰 • UPS • 可再生储能 • 电能质量；
10
• 锂离子电池储能
储能系统
• 优点 • 锂是自然界里最轻的金属元 素，比重仅及水的一半，同 时它又具有最低的电负性， 电极电位是-3.045V。所以选 择适当的正极与其相匹配， 可以获得较高的电动势和高 的比能量。 。 • 其储能密度：100-300Wh/L; • 循环寿命：2000~5000次 (80％DOD)； • 转换效率：90-98%; • 响应速度：ms级；
– 电压 – 容量 – 内阻
– SOC – 倍率 – 寿命 – 工作温度
锂离子电池简介
17
锂离子电池简介 • 锂离子电池的性能
– 充电上限电压与电池充电容量及循环寿命的关系
18
• 锂离子电池的性能
– 高温对电池寿命的影响
储能系统用锂离子电池 及其管理系统
文锋 北京交通大学 惠州市亿能电子有限公司 北京市亿能通电子有限公司
2011-7
1
• 储能技术 • 锂离子电池简介 • 锂离子电池管理系统
报告内容
2
• 为什么要储能？
– 削峰填谷 – 改善电能质量 – 辅助可再生能源并网
储能系统
3
• 为什么要储能？
容
量
范
围
发电侧
• 应用领域 • 调峰填谷 • 系统调频 • 大规模风场电存储和调度。
6
• 压缩空气储能
储能系统
• 优点 • 储能量大 • 且储存高压空气的时间长可 达一年
• 难点 • 找到合适的能储存压缩空气 的场所难
• 应用领域： • 调峰填谷 • 平稳大规模可再生发电
7
• 铅酸电池储能
储能系统
• 优点 • 响应速度快：ms级； • 可以根据应用需要，实现kW～ 50MW规模；
• 铅酸电池 • 液流电池 • 钠硫电池 • 镍氢电池 • 镍镉电池 • 锂离子电池
储能系统
–物理储能
• 抽水储能 • 压缩空气储能 • 飞轮储能
–电磁储能
• 超导储能 • 超级电容储能
5
• 抽水储能
储能系统
• 优点 • 技术上成熟可靠 • 其容量可以做得很大，仅受 到水库库容的限制。
• 缺点 • 建造受到地理条件的限制 • 在抽水和发电两个过程中都 有能量损失。
11
储能系统
• 性能对比
储能类型
典型额定功率
机 抽水储能 100 ~ 2000MW
械 储
压缩空气
10 ~ 300MW
能
飞轮储能 5kW ~ 10 MW
电 超导储能
磁 储
高能电容
能
超级电容
10kW~50MW 1~10MW 10kW~1MW
铅酸电池
电 化
液流电池
学
储 能
钠硫电池
kW~50MW 5kW~100MW 100kW-100MW
✓ 中国锂资源丰富； ✓ 锂离子电池材料和成品制造过程不高耗能，也不借助于贵重金属 ✓ 属于环保类产品
13
• 锂离子电池的工作原理 • 锂离子电池的安全性
锂离子电池简介
14
• 锂离子电池的类型
– 钴酸锂 – 锰酸锂 – 三元 – 磷酸铁锂 – 钛酸锂
• 能量密度
– 钴酸锂>三元>锰酸锂>磷酸铁锂>钛酸锂
• 缺点 • 循环寿命短 • 倍率充放电特性差 • 且温度对其使用寿命和运行特性 亦有影响 • 需要定期对电池维护
• 应用领域 • 备用电源 • 调频控制 • UPS • 电能质量
8
• NAS电池储能
储能系统
• 优点 • 储能密度高：1000Wh/L • 可高功率放电：10C • 循环寿命高，4500次（90％DOD） • 转换效率：80－90％；
大 ，
输电侧
系统稳定 无功支撑
频率控制 旋转备用 负荷均衡 出力优化
从
负荷均衡 可靠供电
几
电能质量
十
配电侧
千
削峰填谷 无功支撑 电能质量 可靠供电
瓦
用户侧
到 几
电能质量 可靠供电 电压支撑
百
兆
瓦
储能系统
应 用 范 围 广 ， 贯 穿 发 输 变 配 用 电 系 统
4
• 储能的手段有哪些？
–电化学储能
• 缺点 • 需工作温度在300-350℃ • 电池工作时需要一定的加热保温 • 需要设置防爆和防腐安全保护
• 应用领域 • 负荷调峰 • UPS • 可再生储能 • 电能质量
9
• 液流电池储能
储能系统
• 优点 • 循环寿命长（10000次以上）； • 可100％深度放电，可倍率充放； • 系统设计的灵活性大且受场地限制小； • 电池系统环保、安全；
• 安全性
– 钴酸锂<三元<锰酸锂<磷酸铁锂<钛酸锂
• 循环性能
– 钴酸锂<锰酸锂<三元<磷酸铁锂<钛酸锂
锂离子电池简介
15
• 锂离子电池的工作原理
– 充放电原理 – 过充电原理 – 过放电原理 – 高温运行原理 – 低温运行原理 – 过电流原理 – 长期搁置原理
锂离子电池简介
16
• 锂离子电池的特性表征参数
输配电稳定、抑制振荡
输电系统稳定ຫໍສະໝຸດ Baidu电能质量控 制
可应用于定制电力以及 FACTS
电能质量、电站备用、黑启 动
电能质量、备用电源、调峰 填谷、能量管理、可再生储 能、EPS
电能质量、备用电源、调峰 填谷、能量管理、可再生储 能、EPS
电能质量、备用电源、UPS
12
储能系统
锂离子电池储能是目前转换效率最高的储能方式；
锂电池
kW－MW
额定能量 4~10小时 1~ 20小时 1秒~30分 2秒~5分
1~10秒 1~30秒 分钟~小时 1~20小时
数小时 分钟~小时
特点
适于大规模，技术成熟。响应慢 ，需要地理资源
适于大规模。响应慢，需要地理 资源
比功率较大。成本高、噪音大
响应快，比功率高 成本高、维护困难
响应快，比功率高 比能量太低
响应快，比功率高。成本高、储 能量低
技术成熟，成本低 寿命短，环保问题
寿命长，可深放，适于组合，效 率高，环保性好。但储能密度稍 低
比能量与比功率较高。高温条件 、运行安全问题有待改进
比能量高。成组寿命、安全问题 有待改进
应用场合
日负荷调节，频率控制和系 统备用
调峰、调频，系统备用，风 电储备
调峰、频率控制、UPS和电 能质量
✓ 铅酸90%；液流电池75%；钠硫电池85%
锂离子电池已经形成规模的产业链
✓ 动力电池需求带动中国锂离子产业 ✓ 液流电池和钠硫电池目前还是少数几家垄断技术局面
锂离子电池性能具有巨大提高的空间
✓ 循环寿命、动态响应能力、倍率特性、成组规模均不断提高 ✓ 新型锂离子电池研究技术储备较强
锂离子电池成本具有巨大下降空间
• 应用领域 • 负荷调峰 • UPS • 可再生储能 • 电能质量；
10
• 锂离子电池储能
储能系统
• 优点 • 锂是自然界里最轻的金属元 素，比重仅及水的一半，同 时它又具有最低的电负性， 电极电位是-3.045V。所以选 择适当的正极与其相匹配， 可以获得较高的电动势和高 的比能量。 。 • 其储能密度：100-300Wh/L; • 循环寿命：2000~5000次 (80％DOD)； • 转换效率：90-98%; • 响应速度：ms级；
– 电压 – 容量 – 内阻
– SOC – 倍率 – 寿命 – 工作温度
锂离子电池简介
17
锂离子电池简介 • 锂离子电池的性能
– 充电上限电压与电池充电容量及循环寿命的关系
18
• 锂离子电池的性能
– 高温对电池寿命的影响
储能系统用锂离子电池 及其管理系统
文锋 北京交通大学 惠州市亿能电子有限公司 北京市亿能通电子有限公司
2011-7
1
• 储能技术 • 锂离子电池简介 • 锂离子电池管理系统
报告内容
2
• 为什么要储能？
– 削峰填谷 – 改善电能质量 – 辅助可再生能源并网
储能系统
3
• 为什么要储能？
容
量
范
围
发电侧
• 应用领域 • 调峰填谷 • 系统调频 • 大规模风场电存储和调度。
6
• 压缩空气储能
储能系统
• 优点 • 储能量大 • 且储存高压空气的时间长可 达一年
• 难点 • 找到合适的能储存压缩空气 的场所难
• 应用领域： • 调峰填谷 • 平稳大规模可再生发电
7
• 铅酸电池储能
储能系统
• 优点 • 响应速度快：ms级； • 可以根据应用需要，实现kW～ 50MW规模；
• 铅酸电池 • 液流电池 • 钠硫电池 • 镍氢电池 • 镍镉电池 • 锂离子电池
储能系统
–物理储能
• 抽水储能 • 压缩空气储能 • 飞轮储能
–电磁储能
• 超导储能 • 超级电容储能
5
• 抽水储能
储能系统
• 优点 • 技术上成熟可靠 • 其容量可以做得很大，仅受 到水库库容的限制。
• 缺点 • 建造受到地理条件的限制 • 在抽水和发电两个过程中都 有能量损失。
11
储能系统
• 性能对比
储能类型
典型额定功率
机 抽水储能 100 ~ 2000MW
械 储
压缩空气
10 ~ 300MW
能
飞轮储能 5kW ~ 10 MW
电 超导储能
磁 储
高能电容
能
超级电容
10kW~50MW 1~10MW 10kW~1MW
铅酸电池
电 化
液流电池
学
储 能
钠硫电池
kW~50MW 5kW~100MW 100kW-100MW
✓ 中国锂资源丰富； ✓ 锂离子电池材料和成品制造过程不高耗能，也不借助于贵重金属 ✓ 属于环保类产品
13
• 锂离子电池的工作原理 • 锂离子电池的安全性
锂离子电池简介
14
• 锂离子电池的类型
– 钴酸锂 – 锰酸锂 – 三元 – 磷酸铁锂 – 钛酸锂
• 能量密度
– 钴酸锂>三元>锰酸锂>磷酸铁锂>钛酸锂
• 缺点 • 循环寿命短 • 倍率充放电特性差 • 且温度对其使用寿命和运行特性 亦有影响 • 需要定期对电池维护
• 应用领域 • 备用电源 • 调频控制 • UPS • 电能质量
8
• NAS电池储能
储能系统
• 优点 • 储能密度高：1000Wh/L • 可高功率放电：10C • 循环寿命高，4500次（90％DOD） • 转换效率：80－90％；
大 ，
输电侧
系统稳定 无功支撑
频率控制 旋转备用 负荷均衡 出力优化
从
负荷均衡 可靠供电
几
电能质量
十
配电侧
千
削峰填谷 无功支撑 电能质量 可靠供电
瓦
用户侧
到 几
电能质量 可靠供电 电压支撑
百
兆
瓦
储能系统
应 用 范 围 广 ， 贯 穿 发 输 变 配 用 电 系 统
4
• 储能的手段有哪些？
–电化学储能
• 缺点 • 需工作温度在300-350℃ • 电池工作时需要一定的加热保温 • 需要设置防爆和防腐安全保护
• 应用领域 • 负荷调峰 • UPS • 可再生储能 • 电能质量
9
• 液流电池储能
储能系统
• 优点 • 循环寿命长（10000次以上）； • 可100％深度放电，可倍率充放； • 系统设计的灵活性大且受场地限制小； • 电池系统环保、安全；
• 安全性
– 钴酸锂<三元<锰酸锂<磷酸铁锂<钛酸锂
• 循环性能
– 钴酸锂<锰酸锂<三元<磷酸铁锂<钛酸锂
锂离子电池简介
15
• 锂离子电池的工作原理
– 充放电原理 – 过充电原理 – 过放电原理 – 高温运行原理 – 低温运行原理 – 过电流原理 – 长期搁置原理
锂离子电池简介
16
• 锂离子电池的特性表征参数
输配电稳定、抑制振荡
输电系统稳定ຫໍສະໝຸດ Baidu电能质量控 制
可应用于定制电力以及 FACTS
电能质量、电站备用、黑启 动
电能质量、备用电源、调峰 填谷、能量管理、可再生储 能、EPS
电能质量、备用电源、调峰 填谷、能量管理、可再生储 能、EPS
电能质量、备用电源、UPS
12
储能系统
锂离子电池储能是目前转换效率最高的储能方式；
锂电池
kW－MW
额定能量 4~10小时 1~ 20小时 1秒~30分 2秒~5分
1~10秒 1~30秒 分钟~小时 1~20小时
数小时 分钟~小时
特点
适于大规模，技术成熟。响应慢 ，需要地理资源
适于大规模。响应慢，需要地理 资源
比功率较大。成本高、噪音大
响应快，比功率高 成本高、维护困难
响应快，比功率高 比能量太低
响应快，比功率高。成本高、储 能量低
技术成熟，成本低 寿命短，环保问题
寿命长，可深放，适于组合，效 率高，环保性好。但储能密度稍 低
比能量与比功率较高。高温条件 、运行安全问题有待改进
比能量高。成组寿命、安全问题 有待改进
应用场合
日负荷调节，频率控制和系 统备用
调峰、调频，系统备用，风 电储备
调峰、频率控制、UPS和电 能质量
✓ 铅酸90%；液流电池75%；钠硫电池85%
锂离子电池已经形成规模的产业链
✓ 动力电池需求带动中国锂离子产业 ✓ 液流电池和钠硫电池目前还是少数几家垄断技术局面
锂离子电池性能具有巨大提高的空间
✓ 循环寿命、动态响应能力、倍率特性、成组规模均不断提高 ✓ 新型锂离子电池研究技术储备较强
锂离子电池成本具有巨大下降空间