储能系统电池参考PPT
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《储能电源系统》课件
略。
家庭能源储存系统
家庭能源储存系统可以为 家庭提供备用电力，降低 家庭用电成本，并实现自 给自足的能源供应。
商业能源储存系统
商业能源储存系统能够为 商场、办公楼等场所提供 可靠的备用电力，降低能 耗和电费支出。
பைடு நூலகம்
工业能源储存系统
工业能源储存系统可以为 工厂和制造业企业提供备 用电力，增强电力系统的 稳定性和可靠性。
逆变器
逆变器用于将直流电转换 成交流电，以满足不同设 备的用电需求。
控制器
控制器用于管理储能电池 的充放电过程，以确保系 统的安全和高效运行。
电池管理系统
电池管理系统负责监测和控制电池状态，以 延长电池寿命和提高系统性能。
其他组件
储能电源系统还包括其他组件，如电源转换 器、保护装置和监测系统。
1
充电
总结
储能电源系统的重要性和意义
储能电源系统在电力领域具有重要的地位， 能够提供可靠的备用电力和优化能源利用。
储能电源系统的优势和应用前景
储能电源系统具有多样化的应用场景，未来 将迎来更广阔的发展前景。
储能电源系统的作用和 优势
储能电源系统能够提供可靠的 备用电力，调节电网负荷，并 优化能源利用效率。它还能增 加电力系统的稳定性、可靠性 和可持续性。
储能电源系统的应用场景
储能电源系统广泛应用于家庭、 商业和工业领域。它可以为住 宅、商场、工厂等提供备用电 力，降低能源消耗和碳排放。
储能设备
储能电源系统的核心是储 能设备，如锂离子电池、 铅酸电池和纳米电池。
《储能电源系统》PPT课 件
本课件旨在介绍储能电源系统的定义、作用和优势，以及其应用场景。我们 将深入探讨储能电源系统的组成、工作原理，以及应用案例和未来发展趋势。
家庭能源储存系统
家庭能源储存系统可以为 家庭提供备用电力，降低 家庭用电成本，并实现自 给自足的能源供应。
商业能源储存系统
商业能源储存系统能够为 商场、办公楼等场所提供 可靠的备用电力，降低能 耗和电费支出。
பைடு நூலகம்
工业能源储存系统
工业能源储存系统可以为 工厂和制造业企业提供备 用电力，增强电力系统的 稳定性和可靠性。
逆变器
逆变器用于将直流电转换 成交流电，以满足不同设 备的用电需求。
控制器
控制器用于管理储能电池 的充放电过程，以确保系 统的安全和高效运行。
电池管理系统
电池管理系统负责监测和控制电池状态，以 延长电池寿命和提高系统性能。
其他组件
储能电源系统还包括其他组件，如电源转换 器、保护装置和监测系统。
1
充电
总结
储能电源系统的重要性和意义
储能电源系统在电力领域具有重要的地位， 能够提供可靠的备用电力和优化能源利用。
储能电源系统的优势和应用前景
储能电源系统具有多样化的应用场景，未来 将迎来更广阔的发展前景。
储能电源系统的作用和 优势
储能电源系统能够提供可靠的 备用电力，调节电网负荷，并 优化能源利用效率。它还能增 加电力系统的稳定性、可靠性 和可持续性。
储能电源系统的应用场景
储能电源系统广泛应用于家庭、 商业和工业领域。它可以为住 宅、商场、工厂等提供备用电 力，降低能源消耗和碳排放。
储能设备
储能电源系统的核心是储 能设备，如锂离子电池、 铅酸电池和纳米电池。
《储能电源系统》PPT课 件
本课件旨在介绍储能电源系统的定义、作用和优势，以及其应用场景。我们 将深入探讨储能电源系统的组成、工作原理，以及应用案例和未来发展趋势。
储能技术 ppt课件
4.1.2.1 大规模高效储能技术是实现太阳能、风 能等可再生能源普及应用的关键技术
风能、太阳能和海洋能等可再生能源发电受季节、气象和 地域条件的影响，具有明显的不连续、不稳定性。发出的电 力波动较大，可调节性差。当电网接入的风电发电容量过多 时，电网的稳定性将受到影响。目前，可再生能源发电的大 规模电网接入是制约其发展的瓶颈。配套大规模高效储能装 置，可以解决发电与用电的时差矛盾及间歇式可再生能源发 电直接并网对电网冲击，调节电能品质。同时，储能技术在 离网的太阳能、风能等可再生能源发电应用中具有不可或缺 的重要作用。
9
4.1.2 储能的意义
4.1.2.2 大规模高效储能技术是构建坚强智能 电网的关键
电力工业是国民经济的基础产业，为经济发展和社 会进步提供了重要保障。智能电网技术是提高电力系 统安全性、稳定性、可靠性和电力质量的重要技术。 储能技术作为提高智能电网对可再生能源发电兼容量 的重要手段和实现智能电网能量双向互动的中枢和纽 带，是智能电网建设中的关键技术之一。
10
4.1.2 储能的意义
4.1.2.3 高效储能系统是用于高耗能企业和 国家重要部门的备用电源
电解、电镀及冶金等行业，电车、轻轨和地铁等交 通部门，都是集中用电大户。使用储能电池用“谷电” 对储能系统充电，在高峰期应用于生产、运营，电能 的利用效率高，不仅可以减轻电网负担，还可以降低 运营成本。
谐发展。
4
4.1.1 应用背景
4.1.1.1 国家政策扶持
2011年3月，十一届全国人大四次会议审议通过
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年
规划纲要》。在“十二五”期间，国家将培育发展与
新能源相关的战略性新兴产业，包括：新一代核能，
风能、太阳能和海洋能等可再生能源发电受季节、气象和 地域条件的影响，具有明显的不连续、不稳定性。发出的电 力波动较大，可调节性差。当电网接入的风电发电容量过多 时，电网的稳定性将受到影响。目前，可再生能源发电的大 规模电网接入是制约其发展的瓶颈。配套大规模高效储能装 置，可以解决发电与用电的时差矛盾及间歇式可再生能源发 电直接并网对电网冲击，调节电能品质。同时，储能技术在 离网的太阳能、风能等可再生能源发电应用中具有不可或缺 的重要作用。
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4.1.2 储能的意义
4.1.2.2 大规模高效储能技术是构建坚强智能 电网的关键
电力工业是国民经济的基础产业，为经济发展和社 会进步提供了重要保障。智能电网技术是提高电力系 统安全性、稳定性、可靠性和电力质量的重要技术。 储能技术作为提高智能电网对可再生能源发电兼容量 的重要手段和实现智能电网能量双向互动的中枢和纽 带，是智能电网建设中的关键技术之一。
10
4.1.2 储能的意义
4.1.2.3 高效储能系统是用于高耗能企业和 国家重要部门的备用电源
电解、电镀及冶金等行业，电车、轻轨和地铁等交 通部门，都是集中用电大户。使用储能电池用“谷电” 对储能系统充电，在高峰期应用于生产、运营，电能 的利用效率高，不仅可以减轻电网负担，还可以降低 运营成本。
谐发展。
4
4.1.1 应用背景
4.1.1.1 国家政策扶持
2011年3月，十一届全国人大四次会议审议通过
《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年
规划纲要》。在“十二五”期间，国家将培育发展与
新能源相关的战略性新兴产业，包括：新一代核能，
储能技术 储能材料 新能源材料 锂电池储能PPT课件
很明显，近20年来 ，CO2的浓度上升迅速 非常迅速，2010年将接 近550ppm。
而且，主要分布在 美国和中国所在的北半 球高纬度60-80度处。
表3 全球各国CO2排放量比较排行
在北京、上海等大城市，空气污染的 60%来自汽车排放
二氧化碳的全球排放量中，中国居第 二
1.2 新能源
新能源 广义上来说，有 别于传统依靠矿 物质原料燃烧的 能源都称之为新
飞轮储能的主要优点有：
• 1)储能密度高：比超导磁储能、超级电容器储能 和一般的蓄电池都要高。以目前的最好的碳素纤 维复合材料来说，这种材料的飞轮转子可以承受 的最大线速度达到 1000m/s 以上，储能密度可达 到 230Wh/kg。
• 2)充放电时间短，且无过充放电问题：飞轮储能 充电只需要几分钟，而不像化学电池需要几个小 时的充电时间。
铅蓄电池内的阳极 (PbO2) 及阴极 (Pb) 浸到电解液 ( 稀硫酸 ) 中，两极 间会产生 2V 的电力。
放电状态，阴阳极及电解液即会发生如下的变化：
( 阳极 ) ( 电解液 ) ( 阴极 ) PbO2 + 2H2SO4 + Pb ---> PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ( 放电反应 ) ( 过氧化铅 ) ( 硫酸 ) ( 海绵状铅 )
• 能量是物质运动的量 化转换，简称“能” 。
能量的存在形式：
• 机械能（风能、潮汐能） • 内能（地热等） • 电能 • 化学能 • 原子能 • 电磁能
• 宏观物体的机械运动——机械能 • （动能、位能和压力能）； • 分子运动——热能； • 原子运动——化学能； • 带电粒子的定向运动——电能； • 光子运动——光能
2.2.1 机械储能
而且，主要分布在 美国和中国所在的北半 球高纬度60-80度处。
表3 全球各国CO2排放量比较排行
在北京、上海等大城市，空气污染的 60%来自汽车排放
二氧化碳的全球排放量中，中国居第 二
1.2 新能源
新能源 广义上来说，有 别于传统依靠矿 物质原料燃烧的 能源都称之为新
飞轮储能的主要优点有：
• 1)储能密度高：比超导磁储能、超级电容器储能 和一般的蓄电池都要高。以目前的最好的碳素纤 维复合材料来说，这种材料的飞轮转子可以承受 的最大线速度达到 1000m/s 以上，储能密度可达 到 230Wh/kg。
• 2)充放电时间短，且无过充放电问题：飞轮储能 充电只需要几分钟，而不像化学电池需要几个小 时的充电时间。
铅蓄电池内的阳极 (PbO2) 及阴极 (Pb) 浸到电解液 ( 稀硫酸 ) 中，两极 间会产生 2V 的电力。
放电状态，阴阳极及电解液即会发生如下的变化：
( 阳极 ) ( 电解液 ) ( 阴极 ) PbO2 + 2H2SO4 + Pb ---> PbSO4 + 2H2O + PbSO4 ( 放电反应 ) ( 过氧化铅 ) ( 硫酸 ) ( 海绵状铅 )
• 能量是物质运动的量 化转换，简称“能” 。
能量的存在形式：
• 机械能（风能、潮汐能） • 内能（地热等） • 电能 • 化学能 • 原子能 • 电磁能
• 宏观物体的机械运动——机械能 • （动能、位能和压力能）； • 分子运动——热能； • 原子运动——化学能； • 带电粒子的定向运动——电能； • 光子运动——光能
2.2.1 机械储能
储能系统电池pptx
储能系统电池的应用现状
01
02
03
电力储存
储能系统电池可以用于储 存电能，提高电力系统的 稳定性和可靠性。
分布式能源
储能系统电池可以作为分 布式能源的重要组成部分 ，提供能源的灵活调度和 管理。
电动汽车
储能系统电池是电动汽车 的重要组成部分，提供动 力和能源回收。
储能系统电池的发展趋势
01
02
03
技术创新
成本降低
政策支持
随着技术的不断进步，储能系统 电池的能量密度、寿命和安全性 将得到进一步提高。
随着规模效应和材料成本的降低 ，储能系统电池的价格将逐渐下 降，进一步推动其应用和发展。
政府对可再生能源和新能源的支 持将进一步推动储能系统电池的 应用和发展。
储能系统电池的技术挑战与解决方案
技术瓶颈
02
电池技术概述
电池的种类及特点
锂离子电池
具有高能量密度、长寿命、环保等优点， 是储能系统常用的电池类型。
镍氢电池
具有高能量密度、长寿命等优点，在某些 领域应用广泛。
铅酸电池
成熟、易维护，但能量密度较低，已逐渐 被锂离子电池取代。
钠硫电池
具有高能量密度、长寿命等优点，适用于 大规模储能系统。
电池的工作原理
锂离子电池工作原理
铅酸电池工作原理
通过锂离子在正负极之间的迁移实现电能的 储存和释放。
通过铅和二氧化铅之间的化学反应实现电能 的储存和释放。
镍氢电池工作原理
钠硫电池工作原理
通过金属氢化物和氢氧化物之间的化学反应 实现电能的储存和释放。
通过金属钠和硫之间的化学反应实现电能的 储存和释放。
电池的充电和放电
安全使用注意事项
储能系统电池PPT课件
低
效，需要严格控制单只电池电压
过低
高 温 充 放 （1）电池内部电解液分解，产生大量热，并 电池温度超高
电池温度场管理和极限温度控制
电
析出氧气
低温 电安全
（1）充电时电池负极嵌入锂离子能力下降， 电池温度低充电
电池0度以下严禁充电，0-10度降
致使锂以原子态沉积在电池负极表面，导致
电流充电
内短路
为了达到一定的电压等级，电池大量串联， 电池与地或机壳之间 检测动力电池与地或机壳之间的
• 储能系统
配电系统
CAN总线
PCS-1(250kW)
CAN总线
监控调度PC机
以太网
2MW监控 主机服务器
故障报警触发干节点
DC/DC1-1 （25kW）
DC/DC1-2 （25kW）
频率控制 旋转备用 负荷均衡 出力优化
广 ， 贯
电能质量
穿
配电侧
发
削峰填谷 无功支撑 电能质量 可靠供电
输
用户侧
变
电能质量 可靠供电
配
电压支撑
用
电
系
统
第3页/共34页
储能系统
• 储能的手段有哪些？ • 电化学储能 • 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
2.0 0
第16页/共34页
10
20
Байду номын сангаас
30
40
50
60
70
Capacity (Ah)
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
第17页/共34页
锂离子电池简介
锂电池储能系统热管理PPT
占地更少 液冷机组仅需70%
投资更少 液冷机组仅需95%
运维更少 液冷机组仅需80%
研究表明，水冷替代风冷具备比较优势
换热密度大更节能
维持同样散热效果，电池 风冷的风扇消耗功率是液
冷循环泵功率的
占地小，效率高
电池风冷技术的换热效率低 占用空间大且电池温度不均匀
温度更低
环温25℃，电池液冷可维持 电池温度35度以下，而电池 风冷方式会导致电池温度升
03
免维护 特殊设计
循环泵选用高可靠 性屏蔽泵，满足1015年免维护使用
04
自然盘管 节电设计
较低环温使用，极 大降低运行能耗
主循环泵采用屏蔽泵，可达到免维护的效果
屏蔽泵是无泄漏水泵的一种
相比传统的机械泵，取消了动态机械密封， 彻底解决了机封失效引起的泄漏问题
屏蔽泵的电机，轴承和叶轮是一体式，全 密封设计，具有多个特点
到60°，有热失控风险
均温性好
电池风冷导致的电池温度 不均匀程度可达液冷的
温差更小
相同工况，电池风 冷换热的两侧温差 是液冷换热温差的
寿命更长
液冷逐渐成为目前主 流的电池冷却方式
电网运行设计遵循4大理念
01
全工况 运行
满 足 -40°到 45°环 境 条件下的额定制冷 量需求
02
不间断 运行
满足7x24小时 不间 断运行，随时响应 力
单体电池 防护等级
可靠性 单体电池 电芯寿命
风冷机组
温差±5℃以上
开放式电池包 IP20防护等级
大量的风机组件 整体可靠性低
温差大
8-10年左右
液冷机组
温差±3℃以下
封闭式电池包 IP67防护等级
投资更少 液冷机组仅需95%
运维更少 液冷机组仅需80%
研究表明，水冷替代风冷具备比较优势
换热密度大更节能
维持同样散热效果，电池 风冷的风扇消耗功率是液
冷循环泵功率的
占地小，效率高
电池风冷技术的换热效率低 占用空间大且电池温度不均匀
温度更低
环温25℃，电池液冷可维持 电池温度35度以下，而电池 风冷方式会导致电池温度升
03
免维护 特殊设计
循环泵选用高可靠 性屏蔽泵，满足1015年免维护使用
04
自然盘管 节电设计
较低环温使用，极 大降低运行能耗
主循环泵采用屏蔽泵，可达到免维护的效果
屏蔽泵是无泄漏水泵的一种
相比传统的机械泵，取消了动态机械密封， 彻底解决了机封失效引起的泄漏问题
屏蔽泵的电机，轴承和叶轮是一体式，全 密封设计，具有多个特点
到60°，有热失控风险
均温性好
电池风冷导致的电池温度 不均匀程度可达液冷的
温差更小
相同工况，电池风 冷换热的两侧温差 是液冷换热温差的
寿命更长
液冷逐渐成为目前主 流的电池冷却方式
电网运行设计遵循4大理念
01
全工况 运行
满 足 -40°到 45°环 境 条件下的额定制冷 量需求
02
不间断 运行
满足7x24小时 不间 断运行，随时响应 力
单体电池 防护等级
可靠性 单体电池 电芯寿命
风冷机组
温差±5℃以上
开放式电池包 IP20防护等级
大量的风机组件 整体可靠性低
温差大
8-10年左右
液冷机组
温差±3℃以下
封闭式电池包 IP67防护等级
储能方式ppt课件
超导储能的成本很高（材料和低温制冷系统），使得它的应用受到很大限制。可 靠性和经济性的制约，商业化应用还比较远。
铅酸电池： 是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。目前在世界
上应用广泛，循环寿命可达 1000 次左右，效率能达到 80%-90%，性价比高，常用于电 力系统的事故电源或备用电源。 不足之处：
和电池相比，其能量密度导致同等重量下储能量相对较低，直接导致的就是续航 能力差，依赖于新材料的诞生，比如石墨烯。
4
超导储能： 利用超导体的电阻为零特性制成的储存电能的装置。超导储能系统大致包括超导
线圈、低温系统、功率调节系统和监控系统4大部分。超导材料技术开发是超导储能 技术的重中之重。超导材料大致可分为低温超导材料、高温超导材料和室温超导材料。 不足之处：
17
15
5. “城市智网”项目集装箱混合储能项目: 中科院上海高等院“城市智网”项目，该项目由光伏发电、风能发电、燃气发电、电 动汽车等用电负荷组成。是对未来城市分布式供电模式及能源互联网的探索。双登提 供集装箱储能系统，配有36KWh铅碳电池、20KWh超级电容等。
6. 南方电网风光储一体化变电站示范项目: 系统总容量250kW/1MWh，采用2V1500Ah管式胶体铅酸蓄电池336只，每24组成只一个 电池簇，含一台电池管理模块，总计14簇串联组成一组储能单元，含一套电池管理系 统。
7
液流电池： 液流电池的能量储存在电解液里，而不是固体电极，电池模块通过氧化还原反应
把电解液储存的化学能转变为电能。目前较为成熟的是全钒液流电池。液流电池的优 点在于：1）理论上寿命无限长，可循环使用。因为它的工作特点是电极不参加具体反 应，所以循环寿命不受限制，也不受放电和充电程度的影响；2）可以根据需求把功率 和能量分开来灵活设计，比如说确定了100兆瓦功率，但是需要4小时还是8小时供电可 以变化；3）电池结构简单，方便模块化组装，也可以做很大；4）安全性好。因为电 解液是水基的，本身就是灭火剂。另外由于水的比热容大，即使充满了瞬间释放，整 个系统温度也只上升15~16度；5）平准化成本低于锂电池，适合做大型储能项目。
铅酸电池： 是一种电极主要由铅及其氧化物制成，电解液是硫酸溶液的蓄电池。目前在世界
上应用广泛，循环寿命可达 1000 次左右，效率能达到 80%-90%，性价比高，常用于电 力系统的事故电源或备用电源。 不足之处：
和电池相比，其能量密度导致同等重量下储能量相对较低，直接导致的就是续航 能力差，依赖于新材料的诞生，比如石墨烯。
4
超导储能： 利用超导体的电阻为零特性制成的储存电能的装置。超导储能系统大致包括超导
线圈、低温系统、功率调节系统和监控系统4大部分。超导材料技术开发是超导储能 技术的重中之重。超导材料大致可分为低温超导材料、高温超导材料和室温超导材料。 不足之处：
17
15
5. “城市智网”项目集装箱混合储能项目: 中科院上海高等院“城市智网”项目，该项目由光伏发电、风能发电、燃气发电、电 动汽车等用电负荷组成。是对未来城市分布式供电模式及能源互联网的探索。双登提 供集装箱储能系统，配有36KWh铅碳电池、20KWh超级电容等。
6. 南方电网风光储一体化变电站示范项目: 系统总容量250kW/1MWh，采用2V1500Ah管式胶体铅酸蓄电池336只，每24组成只一个 电池簇，含一台电池管理模块，总计14簇串联组成一组储能单元，含一套电池管理系 统。
7
液流电池： 液流电池的能量储存在电解液里，而不是固体电极，电池模块通过氧化还原反应
把电解液储存的化学能转变为电能。目前较为成熟的是全钒液流电池。液流电池的优 点在于：1）理论上寿命无限长，可循环使用。因为它的工作特点是电极不参加具体反 应，所以循环寿命不受限制，也不受放电和充电程度的影响；2）可以根据需求把功率 和能量分开来灵活设计，比如说确定了100兆瓦功率，但是需要4小时还是8小时供电可 以变化；3）电池结构简单，方便模块化组装，也可以做很大；4）安全性好。因为电 解液是水基的，本身就是灭火剂。另外由于水的比热容大，即使充满了瞬间释放，整 个系统温度也只上升15~16度；5）平准化成本低于锂电池，适合做大型储能项目。
储能原理与技术ppt课件
储能系统本身并不节约能源，他们的引入主要在于能够提 高能源利用体系的效率，促进新能源如太阳能和风能的发 展，以及对废热的利用。 .
1.2.3 能量储存方法
能源是含高品位能量的物质的总称，如煤、石油及石油 类燃料、水力、风力等：一次、二次
能量有各种不同的形式，做功的能力也不一样。按形态 可将能的种类分为：机械（力学）能、热能、化学能、 辐射（光）能、电（磁）能、核能等六种主要类型，除 辐射能外，均可以储存在一些普通种类的能量形式中。 例如机械能能储存在动能或势能中，电能能储存在感应 场能或静电场能中，热能储存在潜热或显热中，而化学 能和核能实际上就是纯粹的储能形式。
.
能源定义
(1)具有作功能力的资源 (2)可直接或间接转化为人类所需的有用能
能源分类
(1)一次能源的定义 1)现存于自然界中的原(初)始能源 2)未经任何加工或转换
(2)二次能源 1)一次能源经过加工或转换后的能源 2)主要包括：电能、热能、汽油、二甲醚、氢能等 其中，电能是最重要的二次能源
(3)终端能源——扣除初始能源在加工、转换、输送、存储过程中损失或 自用能量之后，直接提供给用户. 使用的有用能。
以及技术落. 后。
1.1 气候变化与能源效率
开发利用新能源如太阳能、风能、地热能、 潮汐能、波浪能、温差能、海流能、盐差能 等，是人类应对气候变化的又一重要措施。 但由于目前它们的利用成本太高，使用规模 和范围受到很大限制，广泛使用还需时日。 其中一个重要原因是这些不稳定能源需要先 进的储存技术，才能稳定输出。
.
第七章 气体水合物储能技术及应用 1 气体水合物性质 2 气体水合物蓄冷现状 3 气体水合物蓄冷工质选择 4 气体水合物相平衡 5 气体水合物反应动力学 6 气体水合物蓄冷系统应用 7 水合物蓄冷中试
1.2.3 能量储存方法
能源是含高品位能量的物质的总称，如煤、石油及石油 类燃料、水力、风力等：一次、二次
能量有各种不同的形式，做功的能力也不一样。按形态 可将能的种类分为：机械（力学）能、热能、化学能、 辐射（光）能、电（磁）能、核能等六种主要类型，除 辐射能外，均可以储存在一些普通种类的能量形式中。 例如机械能能储存在动能或势能中，电能能储存在感应 场能或静电场能中，热能储存在潜热或显热中，而化学 能和核能实际上就是纯粹的储能形式。
.
能源定义
(1)具有作功能力的资源 (2)可直接或间接转化为人类所需的有用能
能源分类
(1)一次能源的定义 1)现存于自然界中的原(初)始能源 2)未经任何加工或转换
(2)二次能源 1)一次能源经过加工或转换后的能源 2)主要包括：电能、热能、汽油、二甲醚、氢能等 其中，电能是最重要的二次能源
(3)终端能源——扣除初始能源在加工、转换、输送、存储过程中损失或 自用能量之后，直接提供给用户. 使用的有用能。
以及技术落. 后。
1.1 气候变化与能源效率
开发利用新能源如太阳能、风能、地热能、 潮汐能、波浪能、温差能、海流能、盐差能 等，是人类应对气候变化的又一重要措施。 但由于目前它们的利用成本太高，使用规模 和范围受到很大限制，广泛使用还需时日。 其中一个重要原因是这些不稳定能源需要先 进的储存技术，才能稳定输出。
.
第七章 气体水合物储能技术及应用 1 气体水合物性质 2 气体水合物蓄冷现状 3 气体水合物蓄冷工质选择 4 气体水合物相平衡 5 气体水合物反应动力学 6 气体水合物蓄冷系统应用 7 水合物蓄冷中试
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• 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％；
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
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
• 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
✓ 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
✓ 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
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 • 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；
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
ห้องสมุดไป่ตู้
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
– 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
• 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；
输配电稳定、抑制振荡
输电系统稳定、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；
• 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
• 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；
• 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％；
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
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
• 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
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• 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
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• 锂离子电池的特性表征参数
✓ 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
✓ 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
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• 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
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 • 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；
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
ห้องสมุดไป่ตู้
报告内容
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• 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
– 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
• 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；
输配电稳定、抑制振荡
输电系统稳定、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
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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；
• 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
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• 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。
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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
• 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；