储能系统电池
储能系统电池ppt课件
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
锂离子电池简介
19
锂离子电池简介
• 锂离子电池的性能
–充电电流对充电时间及电池性能的影响
0.3C充电/0.3C放电 1C充电/1C放电
充电时间（分钟）
192
65
300次循环后容量下降（%）
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；
范
围
发电侧
围
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
广 ，
从
负荷均衡 可靠供电
贯
几
电能质量
穿
十
配电侧
发
千
削峰填谷 无功支撑 电能质量 可靠供电
输
瓦
用户侧
变
到
电能质量 可靠供电
配
几
电压支撑
用
百
电
兆
系
瓦
统
4
• 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
• 安全性
–钴酸锂<三元<锰酸锂<磷酸铁锂<钛酸锂
电池储能系统及应用设计
电池储能系统及应用设计1.电池选择：根据具体应用需求选择合适的电池类型。
目前市场上常见的电池类型包括铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池等，每种电池类型有各自的优缺点，需要根据具体应用场景进行选择。
2.储能系统容量：根据应用的电能需求确定储能系统的容量。
容量的大小决定了储能系统可以储存的电能量，容量过小会导致储能时间短，容量过大则造成资源浪费。
需要根据具体应用场景中电能需求的峰值以及储能周期进行合理的容量规划。
3.储能系统效率：储能系统的效率是指储能过程中能量的损耗程度。
高效率的储能系统可以减少能源浪费，提高储能系统的使用效率。
在设计中要考虑电池的充放电效率以及系统的能量转化效率。
4.储能系统控制策略：在设计中需要考虑储能系统的控制策略。
控制策略包括充放电策略、保护策略、供电优先级以及能量管理策略等。
具体的控制策略可以根据应用需求进行定制，以实现最优的储能效果。
5.安全性设计：储能系统在使用中需要考虑安全性的设计。
电池内部的安全措施、防火、防爆等措施都需要考虑进去，以确保在储能过程中不会发生安全事故。
1.新能源储能：随着新能源发电的推广应用，电池储能系统成为解决可再生能源发电间歇性的有效手段。
通过将新能源发电装置与电池储能系统结合，可以平滑调节能源输出，提高新能源发电系统的可靠性和稳定性。
2.电力峰谷平衡：电池储能系统可以用于电力峰谷平衡。
在电力用电高峰期间，电池储能系统可以储存电能；在电力用电低谷期间，电池储能系统可以释放电能，以实现电力供需平衡。
3.储能管理系统：电池储能系统可以用于构建可再生能源储能系统，实现对峰谷电源的利用。
储能管理系统通过对能源的储存和释放进行控制，提高能源利用效率，减少对传统能源的依赖。
4.网络备份电源：电池储能系统可以用作网络备份电源。
当电网供电中断时，电池储能系统可以提供备用电源，确保关键设备的正常运行，提高供电的可靠性。
5.新能源汽车：电池储能系统是电动汽车的核心部件。
电池储能系统选型及应用分析
电池储能系统选型及应用分析随着绿色能源的不断发展，电池储能系统在现代化社会中发挥着越来越重要的作用。
电池储能系统是指使用电池束将电能有效地转换成化学能进行储存，以便在需要时释放电能。
在本篇文章中，我们将探讨电池储能系统选型及应用分析的相关问题，探究电池储能系统的发展，了解选择电池储能系统的不同方案，并重点分析应用中存在的问题与挑战。
一、电池储能系统发展电池储能系统最早是被用于卫星发射任务，该系统的优势在于其高度可靠性和稳定性。
进入21世纪以来，随着电动汽车等技术的不断发展，电池储能系统应用于工业和民用领域越来越广泛。
发展到现在，电池储能系统已经成为解决能源变革和能源危机的有效手段。
二、选择电池储能系统的不同方案在选择电池储能系统时，需要考虑多个因素，例如：储能系统所需的容量、使用周期、放电时间和额定功率等。
当前最常用的电池储能系统包括铅酸电池、锂离子电池和钠硫电池等。
这些电池的特性各不相同，用户需要综合考虑各方面的需求和限制，选择适合自己的方案。
铅酸电池是目前应用最为广泛的储能系统之一，其成本相对较低，稳定性好，但是对环境有一定的污染；锂离子电池则具有高能量密度、高效率、长使用寿命等特点，但其成本偏高；钠硫电池则主要用于大型电力系统的储能，其优势在于高效能和长寿命。
需要在项目的特殊需求下，选择适合的电池储能系统且确保其匹配性能和使用寿命。
三、应用中存在的问题和挑战尽管电池储能系统已经被广泛应用，但其中仍存在一些问题和挑战，如：安全问题、成本问题、稳定性问题、以及环境污染问题等。
此外，电池寿命、储存容量、环境温度和充放电效率等指标也需要考虑。
如果不合理使用电池储能系统，则会造成设备故障、能源浪费和环境污染等问题。
因此，选择合适的电池储能系统，对其进行规范式运维，以及采用有效的管理策略，能够在很大程度上减少问题和挑战。
如采用合适的管理方法，可以延长电池的寿命、提高电池的充放电效率，减少使用成本，降低环境污染。
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
电池储能系统测试和认证方案
北美储能适用标准
序号 1 2
标准 UL 9540A UL 1973
适用范围 评估热失控火焰传播的试验方法安全标准 储能电池安全标准
2.北美电池储能认证标准
二、 NRTL认证（UL标准）
北美储能适用标准
序号 1 2
标准 UL 1973 UL 9540A
适用范围 储能电池安全标准 评估热失控火焰传播的试验方法安全标准
UL 1973： 针对储能用电池、 电动轨道和铁路应用的辅助电池 ， 覆盖了各类锂电池、 液流电池以及高温钠电池等电池
测试项目 静电 辐射电磁场 电快速脉冲群 浪涌 电流注入 工频磁场 电压跌落和中断
电流谐波
闪烁
感谢聆听!
3.欧洲电池储能认证标准
三、 CB认证（IEC标准）
CB体系是国际电工委员会（IEC） 与欧洲电器设备合格测试国家委员会（CEE） 成立国际电 工委员会电工产品合格测试与认证组织（IECEE） ，建立了一套电工产品全球互相认可体系。 全 球 有 5 4 个国家 参加这一互 认制度 , 这一组织 的成员国及成 员机构正在不 断 扩大。 取得CB证 书后 ，可以较方便地转换成其它机构的认证证书 ， 由此取得进入相关国家市场的准入证。
1907/2006/ EC
HF POPS
HalogenFree无 卤 化 要 求
持 久 性 有 机 污 染 物 Persistent OrganicPollutants
电池储能系统设计
电池储能系统设计电池储能系统是一种能够将电能存储起来并在需要时释放的装置，广泛应用于能源领域。
本文将介绍电池储能系统的基本概念、设计原则和主要组成部分，旨在为读者提供关于电池储能系统设计的全面指导。
一、电池储能系统概述电池储能系统是一种将电能以化学能形式存储起来，并在需要时将其转化为电能输出的装置。
它在电网稳定性、再生能源利用和电动汽车等领域发挥着关键作用。
电池储能系统的设计要考虑到电池的类型、容量、效率等因素，并结合实际需求进行优化。
二、电池储能系统设计原则1. 安全可靠性：电池储能系统设计应考虑系统的安全性和可靠性，包括防火、防爆、防电击等措施，确保系统在长期运行过程中不发生意外事故。
2. 效率优化：电池储能系统设计应考虑能量转换的效率，包括充电和放电过程中的能量损失，以提高系统整体效率。
3. 高性能选材：电池储能系统设计应选择高性能的电池材料，如锂离子电池、钠硫电池等，以提高能量密度和循环寿命。
4. 智能控制：电池储能系统设计应结合智能控制技术，实现对电池的充放电管理、SOC（State of Charge，电池剩余容量百分比）估计、故障诊断等功能。
5. 可扩展性：电池储能系统设计应具备可扩展性，能够根据实际需求进行系统容量和功率的调整。
三、电池储能系统主要组成部分1. 电池组：电池储能系统的核心是电池组，它由多个电池单体组成，根据不同需求可以选择不同类型的电池，如锂离子电池、钠硫电池等。
2. 输入/输出系统：输入/输出系统包括电池充电回路和放电回路，它们通过电力电子设备实现电能的输入和输出。
3. 控制系统：电池储能系统的控制系统负责控制电池充放电过程，并监测电池状态，确保系统的安全运行。
4. 辅助设备：辅助设备包括温度监测装置、保护装置、故障诊断装置等，用于提高系统的安全性和可靠性。
四、电池储能系统设计步骤1. 确定需求：首先需要明确电池储能系统的需求，包括系统容量、功率、充放电速度等参数。
电池储能系统关键要素及安全性分析
电池储能系统关键要素及安全性分析随着能源需求的增长和可再生能源的普及，电池储能系统在能源领域的应用日益广泛。
电池储能系统作为能源存储和释放的关键环节，其性能和安全性备受关注。
本文将对电池储能系统的关键要素以及安全性进行分析，以期提供相关领域的参考和指导。
第一部分：电池储能系统的关键要素1. 电池技术选择电池储能系统的性能与所采用的电池技术密切相关。
常见的电池技术包括铅酸电池、锂离子电池、钠离子电池等。
不同的电池技术在能量密度、功率密度、循环寿命、成本等方面存在差异。
在选择电池技术时，需要综合考虑储能需求、安全性和经济性等因素。
2. 功率管理系统功率管理系统是电池储能系统的核心组成部分，用于管理电池的充电和放电过程，确保系统的高效运行。
功率管理系统需要具备准确测量电池状态、实时监控电池参数、控制电池的充放电过程等功能。
同时，功率管理系统还需要具备温度监控、电池均衡、故障诊断等功能，以提高系统的安全性和可靠性。
3. 储能容量和能量管理储能容量是衡量电池储能系统规模的重要指标。
根据不同的应用需求，需要合理确定储能容量，以满足日常能量需求和应对峰谷差异。
能量管理包括对电池充放电过程的控制和优化，以及对储能系统整体能量利用的管理。
合理的能量管理可以提高系统的效率和寿命。
第二部分：电池储能系统的安全性分析1. 火灾爆炸风险电池储能系统在充放电过程中，存在着可能引发火灾和爆炸的风险。
这可能是由于电池内部产生的热量积聚导致的。
因此，需要对电池储能系统进行合适的散热设计和温度控制，以降低火灾和爆炸的风险。
同时，需要采取有效的安全措施，如防火墙、烟雾探测器等，以减轻火灾的影响。
2. 电池老化和寿命管理电池老化和寿命管理是电池储能系统安全性的重要方面。
电池的老化过程会导致电池容量和性能的逐渐下降，从而影响系统的工作稳定性和可靠性。
因此，需要对电池进行定期检查和维护，推断电池的寿命和剩余容量，及时更换老化严重的电池，以确保系统的安全运行。
储能系统电池包标准
储能系统电池包的标准可以包括多个方面，如电池类型、电池数量、电池管理系统（BMS）、电池包的结构和尺寸等。
以下是一个可能的标准：电池类型：电池包通常使用锂离子电池，因为它们具有高能量密度、高功率输出、环保和可重复充电等特点。
此外，电池包也可以使用铅酸电池、镍氢电池等其他类型的电池，具体取决于应用场景和要求。
电池数量：电池包中的电池数量因应用场景而异，但通常至少包含几十个电池单元。
为了确保电池包的稳定性和安全性，需要合理配置电池的数量和布局。
电池管理系统（BMS）：BMS是电池包的核心组成部分，负责监控和管理电池的状态，包括电池的电压、电流、温度等参数。
BMS确保电池的安全和高效使用，同时提供报警和保护功能，如过充、过放、过温等保护。
结构：电池包的结构应该能够保护电池不受外部环境和内部因素的影响，同时方便安装和维修。
电池包的结构应该能够承受一定的冲击和振动，以确保其长期稳定运行。
尺寸：电池包的尺寸应该能够适应应用场景的要求，并考虑到运输、安装和维护的便利性。
电池包的尺寸应该与储能系统的其他组件相匹配，以确保整个系统的协调性和效率。
以下是一些具体的标准细节：1. 电池类型和数量：电池包应该使用锂离子电池，至少包含几十个电池单元。
根据应用场景的不同，电池数量可能会有所不同。
2. 电池管理系统（BMS）：BMS应该能够实时监控电池的状态，包括电压、电流和温度。
BMS 应该能够防止过充、过放、过温等危险情况的发生，并提供报警和保护功能。
3. 结构：电池包的结构应该能够承受一定的冲击和振动，同时保护电池不受外部环境和内部因素的影响。
电池包的外部应该采用防腐蚀材料，内部应该采用防火材料。
4. 尺寸：电池包的尺寸应该能够适应应用场景的要求，并考虑到运输、安装和维护的便利性。
如果储能系统需要与其他组件配合使用，电池包的尺寸也应该与其他组件相匹配。
5. 安全性：电池包应该符合相关安全标准，如UL认证等。
此外，电池包应该提供安全警示标志和操作说明，以确保用户的安全。
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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
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
• 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；
• 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
Voltage(V)
Voltage(V)
锂离子电池简介
High Rate Discharge Characteristics @(25°C)
061080100703
3.8
0.2
3.6
C
3.4
0.5
C
3.2
1C
3.0
2C
2.6
3C
2.4 0
10
20
30
40
50
60
70
80
Capacity (Ah)
• 应用领域 • 备用电源 • 调频控制 • UPS • 电能质量
• 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％；
• 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
✓ 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
• 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
锂离子电池简介
• 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
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
广 ，
从
负荷均衡 可靠供电
贯
几
电能质量
穿
十
配电侧
发
千
削峰填谷 无功支撑 电能质量 可靠供电
输
瓦
用户侧
变
到
电能质量 可靠供电
配
几
电压支撑
用
百
电
兆
系
瓦
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
储能系统
–物理储能
• 抽水储能 • 压缩空气储能 • 飞轮储能
✓ 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
High Rate Discharge Characteristics @(25°C) 061060800437
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
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
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；
• 应用领域 • 负荷调峰 • UPS • 可再生储能 • 电能质量
• 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；
• 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；
–电磁储能
• 超导储能 • 超级电容储能
• 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。
• 应用领域 • 调峰填谷 • 系统调频 • 大规模风场电存储和调度。
• 压缩空气储能
储能系统用锂离子电池 及其管理系统
北京市亿能 2011-7
• 储能技术 • 锂离子电池简介 • 锂离子电池管理系统
报告内容
• 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
储能系统
• 为什么要储能？
容
应
量
用
范
范
围
发电侧
围
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
• 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；
• 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
• 锂离子电池的特性表征参数
–电压 –容量 –内阻
– SOC –倍率 –寿命 –工作温度