【正文】 隨著 全球電力需求逐年增長(zhǎng)，用電高峰和低谷的負(fù)荷差距越來(lái)越大， 磷酸鐵鋰 電池儲(chǔ)能電站 （系統(tǒng)） 作為一項(xiàng)新興技術(shù)，將給電網(wǎng)儲(chǔ)能領(lǐng)域帶來(lái)革命性的技術(shù)更新，具有巨大的社會(huì)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。 除光伏發(fā)電系統(tǒng)外，儲(chǔ)能電站也 廣泛 適用于 如下 場(chǎng)合 ： (1)、 負(fù)荷波動(dòng)大的工廠、企業(yè)、商務(wù)中心等； (2)、 需要具備“黑啟動(dòng)”功能的發(fā)電站； (3)、 發(fā)電質(zhì)量有波動(dòng)的風(fēng)能和潮汐能發(fā)電站； (4)、 需要夜間儲(chǔ)存能量以供白天使用的核能 、風(fēng)能等發(fā)電設(shè)施； (5)、 因環(huán)保 原因 限制小型火力調(diào)峰發(fā)電站或其它高污染發(fā)電站發(fā)展的區(qū)域； (6)、 戶外臨時(shí)大型負(fù)荷中心。主要原因 之一就 是：儲(chǔ)能技術(shù)落后，現(xiàn)有儲(chǔ)能電站無(wú)法實(shí)現(xiàn)功率補(bǔ)償，無(wú)法滿足功率平滑的需求。具備 IEC61850 協(xié)議的以太網(wǎng)通信方式與監(jiān)控系統(tǒng)相連。智能組件將 PCS 需要上傳的開(kāi)關(guān)量、模擬量、非電量、運(yùn)行信息等轉(zhuǎn)換為 IEC61850 協(xié)議通過(guò)以太網(wǎng)上傳給監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)將監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)的模式切換命令及定值設(shè)定轉(zhuǎn)發(fā)給 PCS。研究多目標(biāo)的變流器控制策略，一方面精確控制充放電過(guò)程中的電壓、電流，確保電池組高效充放電；另一方面根據(jù)調(diào)度指令，進(jìn)行雙向平滑切換運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)有功、無(wú)功獨(dú)立控制。并通過(guò)智能組件將相關(guān)信息轉(zhuǎn)化為 IEC61850 協(xié)議通過(guò)光以太網(wǎng)上送到監(jiān)控系統(tǒng)，以便采用更加合理的控制策略，達(dá)到有效且高效使用電池的目的。 ? 電池管理系統(tǒng)（ BMS）及其智能組件： 電池管理系統(tǒng)（ BMS）對(duì)整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全運(yùn)行、儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略的選擇、充電模式的選擇以及運(yùn)營(yíng)成本都有很大的影響。 ? 與聯(lián)合發(fā)電智能監(jiān)控系統(tǒng)通信： 在儲(chǔ)能電站和變電站之間鋪設(shè)光纖，將儲(chǔ)能電站的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、故障信息等上傳到聯(lián)合發(fā)電智能監(jiān)控系統(tǒng)；同時(shí)接受聯(lián)合發(fā)電智能監(jiān)控系統(tǒng)下發(fā)的控制命令。 ? 系統(tǒng)層配置： 系統(tǒng)層主要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集、 與聯(lián)合發(fā)電智能監(jiān)控系統(tǒng)通信 等功能。由于 聯(lián)合發(fā)電智能監(jiān)控系統(tǒng) 采用 IEC61850 協(xié)議，所以在儲(chǔ)能電站也采用基于 IEC61850 的 控制 系統(tǒng)有利于處理并傳送從儲(chǔ)能電站 控制系統(tǒng) 到 聯(lián)合發(fā)電智能監(jiān)控系統(tǒng) 各種實(shí)時(shí)信息。 IEC61850 是關(guān)于變電站自動(dòng)化系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。于是當(dāng)一個(gè)儲(chǔ)能電站需要將不同廠商的產(chǎn)品集成到一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，就不得不花很大的代價(jià)做通信協(xié)議轉(zhuǎn)換裝置，這樣做一方面增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性降低了可靠性，另一方面增加了系統(tǒng)成本和維護(hù)的復(fù)雜性。 儲(chǔ)能 電站 聯(lián)合 控 制 調(diào)度子 系統(tǒng) 常規(guī)的儲(chǔ)能 電站 控制 系統(tǒng)使用的產(chǎn)品來(lái)自于不同的供應(yīng)商。 ? 低電壓穿越能力強(qiáng)， 逆變器對(duì)電網(wǎng)電壓應(yīng)始終工作在恒流工作模式 ，輸出端壓跟隨市電，可以在很低電壓下運(yùn)行，甚至在輸出端短路時(shí)仍可輸出，此時(shí)逆變器保持額定的輸出電流不變。 電池儲(chǔ)能系統(tǒng) PCS 控制除了滿足常規(guī)的并網(wǎng)變流器要求， 更重要的要滿足電池充放電要求，尤其是電網(wǎng)故障情 況下的控制。 (2) PCS 控制策略 ? 控制要求 ? 高效安全 電池充 放 電 ； ? 滿足電網(wǎng)相關(guān)并網(wǎng)導(dǎo)則 ； ? 進(jìn)行有功、無(wú)功獨(dú)立調(diào)節(jié) ； ? 能夠適應(yīng)電網(wǎng)故障運(yùn)行。利用多變流器單元并聯(lián)技術(shù)進(jìn)行擴(kuò)容，采用移相載波調(diào)制和環(huán)流抑制實(shí)現(xiàn)單元間的功率均 分。 目前電池組電壓等級(jí)一般低于 2kV，大容量電池儲(chǔ)能系統(tǒng)具有低壓大電流特點(diǎn)。 適合大功率電池應(yīng)用的 DC/DC 變換器 拓?fù)渲饕捎梅歉綦x型雙向 Buck/Boost 電路，多模塊交錯(cuò)并聯(lián)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容 ； DC/AC 部分主要包括多重化、多電平、交錯(cuò)并聯(lián)等大功率變流技術(shù)，以降低并網(wǎng)諧波，簡(jiǎn)化并網(wǎng)接口。隨著新型電池技術(shù)的出現(xiàn)、功率器件和拓?fù)浼夹g(shù)的發(fā)展，較高電壓等級(jí)（ 5kV~6kV）的電池組的 PCS 系統(tǒng)一般采用多電平技術(shù)，功率管采用 IGCT 或 IGBT 串聯(lián)。最大功率跟蹤控制器、逆變器和控制器均可屬于 本子系統(tǒng) 的一部分。 并網(wǎng) 控制 子 系統(tǒng) 本子系統(tǒng)包括儲(chǔ)能電站 內(nèi)將直流電變換成交流電的設(shè)備。圓柱形電芯在排布中的透 氣孔設(shè)計(jì)及鋁殼封裝能幫助電芯更好的散熱，可有效防鼓，保證穩(wěn)定。 ? 蓄電池健康狀態(tài)評(píng)估 SOH 對(duì)鋰電池整個(gè)壽命運(yùn)行曲線充放電特性的對(duì)應(yīng)關(guān)系分析，進(jìn)行曲線擬合和比對(duì)，得出蓄電池健康狀態(tài)評(píng)估值 SOH，同時(shí)根據(jù)運(yùn)行環(huán)境對(duì)評(píng)估值進(jìn)行修正。 分析鋰電池的放電特性 ,基于積分法采用動(dòng)態(tài)更新電池電量的方法 ,考慮電池自放電現(xiàn)象 ,對(duì)電池的在線電流、電壓、放電時(shí) 間進(jìn)行測(cè)量；預(yù)測(cè)和計(jì)算 電池在不同放電情況下的剩余電量，并根據(jù)電池的 使用 時(shí)間和環(huán)境溫度對(duì)電量預(yù) 測(cè)進(jìn)行校正，給出剩余電量 SOC 的預(yù)測(cè)值。 在母線回路中一般采用快速熔斷器，在各個(gè)電池模塊中，采用高速功率電子器件實(shí)現(xiàn)快速切斷。 ? 其它 保護(hù) 技術(shù) 對(duì)于電池的過(guò)壓、欠壓、過(guò)流等故障情況，采取了切斷回路的方式進(jìn)行保護(hù)。由于其實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，成本也很高，所以目前使用較少，只有在高要求場(chǎng)合被采用。 如圖：