第1章 引言

從大規(guī)模鋰離子電池儲能技術(shù)的特點來看，儲能電池成組集成是實現(xiàn)儲能裝置大容量化的核心，能量轉(zhuǎn)換與系統(tǒng)集成是實現(xiàn)儲能系統(tǒng)大規(guī)模化的重要條件，而儲能系統(tǒng)監(jiān)控與能量管理是實現(xiàn)儲能系統(tǒng)安全高效運行的必要保障。

電池成組集成技術(shù)對于以鋰離子電池體系為核心的大容量、高功率儲能系統(tǒng)至關(guān)重要，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①一般情況下，儲能系統(tǒng)需要的電池組能量和功率較大，必須通過電池成組集成技術(shù)把單體的電池特性有效放大，滿足儲能系統(tǒng)高能量、高功率輸入/輸出的要求。②儲能系統(tǒng)的運行周期取決于電池組的使用壽命，電池組使用壽命越長，儲能系統(tǒng)運行時間就越長。當(dāng)前的主要問題是電池成組后使用壽命相對于電池單體的壽命大幅縮短。造成這種情況的原因在于電池組中各電池單體之間存在差異，以及連續(xù)充放電循環(huán)導(dǎo)致電池單體間的不一致性累積放大，致使電池組中個別電池單體容量加速衰減，從而使整個電池組過早失效。為了提高電池組使用壽命，這就需要在成組階段提高電池單體的一致性，在集成之后做到動態(tài)及時均衡，通過以上方式才能有效解決成組鋰離子動力電池的壽命問題，延長儲能系統(tǒng)的運行周期。③鋰離子電池在持續(xù)運行期間，有發(fā)生過充電、過放電、超溫和過電流問題的風(fēng)險，且鋰離子電池性能受環(huán)境溫度的影響較大，這就需要電池成組集成技術(shù)的支持，通過鋰離子電池的電-熱管理，動態(tài)優(yōu)化相關(guān)運行參數(shù)，實現(xiàn)鋰離子電池的安全運行。

儲能變流器連接交流電網(wǎng)與儲能電池，實現(xiàn)電能從電網(wǎng)到電池及電池到電網(wǎng)的雙向流動，在電力儲能系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。儲能變流器不僅要求能量雙向流動、低諧波、高功率因數(shù)及轉(zhuǎn)換效率等性能，而且要能適應(yīng)不同類型儲能電池的充放電要求，模塊化、大功率、智能化的儲能變流器開發(fā)是鋰離子電池儲能系統(tǒng)規(guī)模化集成中的一個重要需求。

鋰離子電池儲能監(jiān)控與能量管理系統(tǒng)實現(xiàn)儲能系統(tǒng)內(nèi)部眾多信息量的監(jiān)測，并且快速實施控制管理等功能，為電池儲能電站的安全、有效、穩(wěn)定運行提供有力保障。電池儲能系統(tǒng)受測元器件多，需實現(xiàn)大量電池信息存儲與處理，及時完成與外部調(diào)度系統(tǒng)的實時信息交互。因此，鋰離子電池儲能監(jiān)控系統(tǒng)，應(yīng)滿足儲能裝置集群實時快速控制以及儲能系統(tǒng)中各電池本體、儲能單元的運行狀態(tài)監(jiān)測及保護(hù)要求，最大限度減小電池劣化，保障電池健康運行。

本書研究了電池成組集成中的電管理與熱管理技術(shù)、鋰離子電池儲能系統(tǒng)的集成技術(shù)與協(xié)調(diào)控制以及能量管理技術(shù)與應(yīng)用技術(shù)，對全面了解規(guī)模化鋰離子電池儲能系統(tǒng)的集成與一致性管理技術(shù)提供了有力的技術(shù)基礎(chǔ)，相關(guān)技術(shù)已應(yīng)用于國內(nèi)典型的鋰離子電池儲能電站中。