1.概述

大容量電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用已有20多年的歷史，早期主要用于孤立電網(wǎng)的調(diào)頻、熱備用、調(diào)壓和備份等。電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在新能源并網(wǎng)中的應(yīng)用，國(guó)外也已開展了一定的研究。上世紀(jì)90年代末德國(guó)在Herne 1MW的光伏電站和Bocholt 2MW的風(fēng)電場(chǎng)分別配置了容量為1.2MWh的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，提供削峰、不中斷供電和改善電能質(zhì)量功能。從2003年開始， 日本在Hokkaido 30.6MW風(fēng)電場(chǎng)安裝了6MW /6MWh 的全釩液流電池（VRB）儲(chǔ)能系統(tǒng)，用于平抑輸出功率波動(dòng)。2009年英國(guó)EDF電網(wǎng)將600kW/200kWh鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)配置在東部一個(gè)11KV配電網(wǎng)STATCOM中，用于潮流和電壓控制，有功和無(wú)功控制。

總體來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)能電站（系統(tǒng)）在電網(wǎng)中的應(yīng)用目的主要考慮“負(fù)荷調(diào)節(jié)、配合新能源接入、彌補(bǔ)線損、功率補(bǔ)償、提高電能質(zhì)量、孤網(wǎng)運(yùn)行、削峰填谷”等幾大功能應(yīng)用。比如：削峰填谷，改善電網(wǎng)運(yùn)行曲線，通俗一點(diǎn)解釋，儲(chǔ)能電站就像一個(gè)儲(chǔ)電銀行，可以把用電低谷期富余的電儲(chǔ)存起來(lái)，在用電高峰的時(shí)候再拿出來(lái)用，這樣就減少了電能的浪費(fèi)；此外儲(chǔ)能電站還能減少線損，增加線路和設(shè)備使用壽命；優(yōu)化系統(tǒng)電源布局，改善電能質(zhì)量。而儲(chǔ)能電站的綠色優(yōu)勢(shì)則主要體現(xiàn)在：科學(xué)安全，建設(shè)周期短；綠色環(huán)保，促進(jìn)環(huán)境友好；集約用地，減少資源消耗等方面。

2.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

3.儲(chǔ)能電站（配合光伏并網(wǎng)發(fā)電）方案3.1系統(tǒng)架構(gòu)

在本方案中，儲(chǔ)能電站（系統(tǒng)）主要配合光伏并網(wǎng)發(fā)電應(yīng)用，因此，整個(gè)系統(tǒng)是包括光伏組件陣列、光伏控制器、電池組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、逆變器以及相應(yīng)的儲(chǔ)能電站聯(lián)合控制調(diào)度系統(tǒng)等在內(nèi)的發(fā)電系統(tǒng)。系統(tǒng)架構(gòu)圖如下：

儲(chǔ)能電站（配合光伏并網(wǎng)發(fā)電應(yīng)用）架構(gòu)圖

1、光伏組件陣列利用太陽(yáng)能電池板的光伏效應(yīng)將光能轉(zhuǎn)換為電能，然后對(duì)鋰電池組充電，通過(guò)逆變器將直流電轉(zhuǎn)換為交流電對(duì)負(fù)載進(jìn)行供電；

2、智能控制器根據(jù)日照強(qiáng)度及負(fù)載的變化，不斷對(duì)蓄電池組的工作狀態(tài)進(jìn)行切換和調(diào)節(jié)：一方面把調(diào)整后的電能直接送往直流或交流負(fù)載。另一方面把多余的電能送往蓄電池組存儲(chǔ)。發(fā)電量不能滿足負(fù)載需要時(shí)，控制器把蓄電池的電能送往負(fù)載，保證了整個(gè)系統(tǒng)工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性；

4、并網(wǎng)逆變系統(tǒng)由幾臺(tái)逆變器組成，把蓄電池中的直流電變成標(biāo)準(zhǔn)的380V市電接入用戶側(cè)低壓電網(wǎng)或經(jīng)升壓變壓器送入高壓電網(wǎng)。

5、鋰電池組在系統(tǒng)中同時(shí)起到能量調(diào)節(jié)和平衡負(fù)載兩大作用。它將光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)，以備供電不足時(shí)使用。

3.2光伏發(fā)電子系統(tǒng)

略。

3.3儲(chǔ)能子系統(tǒng)

3.3.1儲(chǔ)能電池組

(1)電池選型原則

作為配合光伏發(fā)電接入，實(shí)現(xiàn)削峰填谷、負(fù)荷補(bǔ)償，提高電能質(zhì)量應(yīng)用的儲(chǔ)能電站，儲(chǔ)能電池是非常重要的一個(gè)部件，必須滿足以下要求：

? 容易實(shí)現(xiàn)多方式組合，滿足較高的工作電壓和較大工作電流；

? 電池容量和性能的可檢測(cè)和可診斷，使控制系統(tǒng)可在預(yù)知電池容量和性能的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)電站負(fù)荷的調(diào)度控制；

? 高安全性、可靠性：在正常使用情況下，電池正常使用壽命不低于15年；在極限情況下，即使發(fā)生故障也在受控范圍，不應(yīng)該發(fā)生爆炸、燃燒等危及電站安全運(yùn)行的故障；

? 具有良好的快速響應(yīng)和大倍率充放電能力，一般要求5-10倍的充放電能力；

? 較高的充放電轉(zhuǎn)換效率；

? 易于安裝和維護(hù)；

? 具有較好的環(huán)境適應(yīng)性，較寬的工作溫度范圍；

? 符合環(huán)境保護(hù)的要求，在電池生產(chǎn)、使用、回收過(guò)程中不產(chǎn)生對(duì)環(huán)境的破壞和污染；

(2) 主要電池類型比較

表1、幾種電池性能比較

鈉硫電池

全釩液流電池

磷酸鐵鋰電池

閥控鉛酸電池

現(xiàn)有應(yīng)用規(guī)模等級(jí)

100kW~34MW

5kW~6MW

kW~MW

kW~MW

比較適合的應(yīng)用場(chǎng)合

大規(guī)模削峰填谷、平抑可再生能源發(fā)電波動(dòng)

大規(guī)模削峰填谷、平抑可再生能源發(fā)電波動(dòng)

可選擇功率型或能量型，適用范圍廣泛

大規(guī)模削峰填谷、平抑可再生能源發(fā)電波動(dòng)

安全性

不可過(guò)充電；鈉、硫的滲漏，存在潛在安全隱患

安全

需要單體監(jiān)控，安全性能已有較大突破

安全性可接受，但廢舊鉛酸蓄電池嚴(yán)重污染土壤和水源

能量密度

100-700 Wh/kg

120-150Wh/kg

30-50 Wh/kg

倍率特性

5-10C

1.5C

5-15C

0.1-1C

轉(zhuǎn)換效率

>95%

>70%

>95%

>80%

壽命

>2500次

>15000次

>2000次

>300次

成本

23000元/kWh

15000元/kWh

3000元/kWh

700元/kWh

資源和環(huán)保

資源豐富；存在一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

資源豐富

資源豐富；環(huán)境友好

資源豐富；存在一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

MW級(jí)系統(tǒng)占地

150-200平米/MW

800-1500平米/MW

100-150平米/MW(h)

150-200平米MW

關(guān)注點(diǎn)

安全、一致性、成本

可靠性、成熟性、成本

一致性

一致性、壽命

(3)建議方案

從初始投資成本來(lái)看，鋰離子電池有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，鈉硫電池和全釩液流電池未形成產(chǎn)業(yè)化，供應(yīng)渠道受限，較昂貴。從運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本來(lái)看，鈉硫需要持續(xù)供熱，全釩液流電池需要泵進(jìn)行流體控制，增加了運(yùn)營(yíng)成本，而鋰電池幾乎不需要維護(hù)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能電站應(yīng)用現(xiàn)狀和電池特點(diǎn)，建議儲(chǔ)能電站電池選型主要為磷酸鐵鋰電池。

3.3.2 電池管理系統(tǒng)(BMS)

（1）電池管理系統(tǒng)的要求

在儲(chǔ)能電站中，儲(chǔ)能電池往往由幾十串甚至幾百串以上的電池組構(gòu)成。由于電池在生產(chǎn)過(guò)程和使用過(guò)程中，會(huì)造成電池內(nèi)阻、電壓、容量等參數(shù)的不一致。這種差異表現(xiàn)為電池組充滿或放完時(shí)串聯(lián)電芯之間的電壓不相同，或能量的不相同。這種情況會(huì)導(dǎo)致部分過(guò)充，而在放電過(guò)程中電壓過(guò)低的電芯有可能被過(guò)放，從而使電池組的離散性明顯增加，使用時(shí)更容易發(fā)生過(guò)充和過(guò)放現(xiàn)象，整體容量急劇下降，整個(gè)電池組表現(xiàn)出來(lái)的容量為電池組中性能最差的電池芯的容量，最終導(dǎo)致電池組提前失效。

因此，對(duì)于磷酸鐵鋰電池電池組而言，均衡保護(hù)電路是必須的。當(dāng)然，鋰電池的電池管理系統(tǒng)不僅僅是電池的均衡保護(hù)，還有更多的要求以保證鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運(yùn)行。

（2）電池管理系統(tǒng)BMS的具體功能

n基本保護(hù)功能

ü 單體電池電壓均衡功能

此功能是為了修正串聯(lián)電池組中由于電池單體自身工藝差異引起的電壓、或能量的離散性，避免個(gè)別單體電池因過(guò)充或過(guò)放而導(dǎo)致電池性能變差甚至損壞情況的發(fā)生，使得所有個(gè)體電池電壓差異都在一定的合理范圍內(nèi)。要求各節(jié)電池之間誤差小于±30mv。

ü 電池組保護(hù)功能

單體電池過(guò)壓、欠壓、過(guò)溫報(bào)警，電池組過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流報(bào)警保護(hù)，切斷等。

n數(shù)據(jù)采集功能

采集的數(shù)據(jù)主要有：?jiǎn)误w電池電壓、單體電池溫度（實(shí)際為每個(gè)電池模組的溫度）、組端電壓、充放電電流，計(jì)算得到蓄電池內(nèi)阻。

通訊接口：采用數(shù)字化通訊協(xié)議IEC61850。在儲(chǔ)能電站系統(tǒng)中，需要和調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊，上送數(shù)據(jù)和執(zhí)行指令。

n診斷功能

BMS應(yīng)具有電池性能的分析診斷功能，能根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量蓄電池模塊電壓、充放電電流、溫度和單體電池端電壓、計(jì)算得到的電池內(nèi)阻等參數(shù)，通過(guò)分析診斷模型，得出單體電池當(dāng)前容量或剩余容量（SOC）的診斷，單體電池健康狀態(tài)（SOH）的診斷、電池組狀態(tài)評(píng)估，以及在放電時(shí)當(dāng)前狀態(tài)下可持續(xù)放電時(shí)間的估算。根據(jù)電動(dòng)汽車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求《鋰離子蓄電池總成通用要求》（目前儲(chǔ)能電站無(wú)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)），對(duì)剩余容量（SOC）的診斷精度為5%，對(duì)健康狀態(tài)（SOH）的診斷精度為8%。

n熱管理

鋰電池模塊在充電過(guò)程中，將產(chǎn)生大量的熱能，使整個(gè)電池模塊的溫度上升，因而，BMS應(yīng)具有熱管理的功能。

n故障診斷和容錯(cuò)

若遇異常，BMS應(yīng)給出故障診斷告警信號(hào)，通過(guò)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給上層控制系統(tǒng)。

對(duì)儲(chǔ)能電池組每串電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)電壓、電流等參數(shù)的監(jiān)測(cè)分析，計(jì)算內(nèi)阻及電壓的變化率，以及參考相對(duì)溫升等綜合辦法，即時(shí)檢查電池組中是否有某些已壞不能再用的或可能很快會(huì)壞的電池，判斷故障電池及定位，給出告警信號(hào)，并對(duì)這些電池采取適當(dāng)處理措施。當(dāng)故障積累到一定程度，而可能出現(xiàn)或開始出現(xiàn)惡性事故時(shí)，給出重要告警信號(hào)輸出、并切斷充放電回路母線或者支路電池堆，從而避免惡性事故發(fā)生。

采用儲(chǔ)能電池的容錯(cuò)技術(shù)，如電池旁路或能量轉(zhuǎn)移等技術(shù)，當(dāng)某一單體電池發(fā)生故障時(shí)，以避免對(duì)整組電池運(yùn)行產(chǎn)生影響。

管理系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)自身軟硬件具有自檢功能，即使器件損壞，也不會(huì)影響電池安全。確保不會(huì)因管理系統(tǒng)故障導(dǎo)致儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)生故障，甚至導(dǎo)致電池?fù)p壞或發(fā)生惡性事故。

? 建議方案

n 均衡保護(hù)技術(shù)

建議能量轉(zhuǎn)移法（儲(chǔ)能均衡）。

n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)。

對(duì)瞬間的短路的過(guò)流狀態(tài)，過(guò)流保護(hù)的延時(shí)時(shí)間一般至少要幾百微秒至毫秒，而短路保護(hù)的延時(shí)時(shí)間是微秒級(jí)的，幾乎是短路的瞬間就切斷了回路，可以避免短路對(duì)電池帶來(lái)的巨大損傷。

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。

n蓄電池在線容量評(píng)估SOC

在測(cè)量動(dòng)態(tài)內(nèi)阻和真值電壓等基礎(chǔ)上，利用充電特性與放電特性的對(duì)應(yīng)關(guān)系，采用多種模式分段處理辦法，建立數(shù)學(xué)分析診斷模型，來(lái)測(cè)量剩余電量SOC。

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。

為了解決電池電量變化對(duì)測(cè)量的影響，可采用動(dòng)態(tài)更新電池電量的方法，即使用上一次所放出的電量作為本次放電的基準(zhǔn)電量，這樣隨著電池的使用，電池電量減小體現(xiàn)為基準(zhǔn)電量的減?。煌瑫r(shí)基準(zhǔn)電量還需要根據(jù)外界環(huán)境溫度變化進(jìn)行相應(yīng)修正。

n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。

n蓄電池組的熱管理

在電池選型和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮熱管理的設(shè)計(jì)。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。

BMS含有溫度檢測(cè)，對(duì)電池的溫度進(jìn)行監(jiān)控，如果溫度高于保護(hù)值將開啟風(fēng)機(jī)強(qiáng)制冷卻，若溫度達(dá)到危險(xiǎn)值，該電池堆能自動(dòng)退出運(yùn)行。

3.4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。用于將電能變換成適合于電網(wǎng)使用的一種或多種形式的電能的電氣設(shè)備。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。

(1)大功率PCS拓?fù)?/strong>

? 設(shè)計(jì)原則

n 符合大容量電池組電壓等級(jí)和功率等級(jí)；

n 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠穩(wěn)定，功率損耗低；

n 能夠靈活進(jìn)行整流逆變雙向切換運(yùn)行；

n 采用常規(guī)功率開關(guān)器件，設(shè)計(jì)模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化；

n 并網(wǎng)諧波含量低，濾波簡(jiǎn)單；

? 發(fā)展現(xiàn)狀

低壓等級(jí)（2kV以下）電池組的PCS系統(tǒng)早期一般是采用基于多重化技術(shù)的多脈波變換器，功率管采用晶閘管或GTO。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)。

另外一種方案是采用DC/DC+DC/AC兩級(jí)變換結(jié)構(gòu)，通過(guò)DC/DC先將電池組輸出升壓，再通過(guò)DC/AC逆變。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。

? 建議方案

大容量電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可采用電壓源型PCS，并聯(lián)接入電網(wǎng)，PCS設(shè)計(jì)成四象限運(yùn)行，能獨(dú)立的進(jìn)行有功、無(wú)功控制。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)。考慮兩級(jí)變換結(jié)構(gòu)損耗大，建議采用單級(jí)DC/AC變換結(jié)構(gòu)，通過(guò)升壓變接入電網(wǎng)。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。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易控制、模塊化、容錯(cuò)性好和效率高。

(2) PCS控制策略

? 控制要求

n 高效安全電池充放電；

n 滿足電網(wǎng)相關(guān)并網(wǎng)導(dǎo)則；

n 進(jìn)行有功、無(wú)功獨(dú)立調(diào)節(jié)；

n 能夠適應(yīng)電網(wǎng)故障運(yùn)行。

? 研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)外對(duì)分布式發(fā)電中并網(wǎng)變流器控制策略已經(jīng)展開了廣泛研究，常采用雙閉環(huán)控制，外環(huán)根據(jù)控制目標(biāo)的不同，提出了PQ控制、下垂控制、虛擬同步機(jī)控制等，內(nèi)環(huán)一般采用電流環(huán)，提出了自然坐標(biāo)系、靜止坐標(biāo)系和同步坐標(biāo)系下的控制策略。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。

? 建議方案

n 采用多目標(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、安全充放電；另一方面根據(jù)調(diào)度指令，進(jìn)行有功、無(wú)功控制。

n 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。

n 實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)故障狀態(tài)下電池儲(chǔ)能系統(tǒng)緊急控制，以及電網(wǎng)恢復(fù)后電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的重新同步控制。

3.5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。幾乎每個(gè)產(chǎn)品供應(yīng)商都具有一套自己的標(biāo)準(zhǔn),整個(gè)儲(chǔ)能電站里運(yùn)行的規(guī)約就可能達(dá)到好幾種。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。因此本方案建議采用基于IEC61850的系統(tǒng)方案。

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)。制定IEC61850主要目的就是使不同制造廠商的產(chǎn)品具有互操作性,使它們可以方便地集成到一個(gè)系統(tǒng)中去，能夠在各種自動(dòng)化系統(tǒng)內(nèi)部準(zhǔn)確、快速地交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成和互操作。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。

儲(chǔ)能電站控制系統(tǒng)采用模塊化、功能集成的設(shè)計(jì)思想，分為系統(tǒng)層和設(shè)備層兩層結(jié)構(gòu)，全站監(jiān)控雙網(wǎng)采用100M光纖以太網(wǎng)作為通信網(wǎng)絡(luò)，采用星型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

? 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。

n 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集

通過(guò)子系統(tǒng)的智能組件從功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)、電池系統(tǒng)、配電系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括電池容量、線路狀態(tài)、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率系數(shù)和平均值。

n 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。

? 設(shè)備層配置

設(shè)備層由電池管理系統(tǒng)（BMS）及其智能組件、能量管理系統(tǒng)（PCS）及其智能組件、配電系統(tǒng)保護(hù)測(cè)控裝置等。

n 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。電池管理系統(tǒng)無(wú)論是在電池的充電過(guò)程還是放電過(guò)程，都要可靠的完成電池狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控和故障診斷。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。

n 能量管理系統(tǒng)（PCS）及其智能組件：

能量管理系統(tǒng)（PCS）實(shí)現(xiàn)對(duì)電池充放電的控制，滿足儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)要求。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。另外，在電網(wǎng)故障條件下，研究多儲(chǔ)能PCS單元的協(xié)調(diào)控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)局部電網(wǎng)的安全運(yùn)行。智能組件將PCS需要上傳的開關(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。

n 配電系統(tǒng)保護(hù)測(cè)控裝置：

采用數(shù)字化保護(hù)測(cè)控一體化裝置，采用直接對(duì)常規(guī)互感器采樣的方式完成電壓、電流的測(cè)量；斷路器、刀閘位置等開關(guān)量信息通過(guò)硬接點(diǎn)直接采集；斷路器的跳合閘通過(guò)硬接點(diǎn)直接控制方式完成。具備IEC61850協(xié)議的以太網(wǎng)通信方式與監(jiān)控系統(tǒng)相連。

4.儲(chǔ)能電站（系統(tǒng)）整體發(fā)展前景

全球能源緊缺，新興能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展勢(shì)在必行，但風(fēng)能、太陽(yáng)能等清潔能源受環(huán)境影響較大，功率不穩(wěn)定，致使傳統(tǒng)電網(wǎng)無(wú)法承載，大量能量被浪費(fèi)。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?？梢哉f(shuō)，儲(chǔ)能電站的發(fā)展已成為新能源開發(fā)的核心之一。

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。

采用磷酸鐵鋰電池這一儲(chǔ)能技術(shù)為核心的儲(chǔ)能電站，相比于抽水蓄能、壓縮空氣儲(chǔ)能等現(xiàn)有儲(chǔ)能技術(shù)，具有明顯的成本和運(yùn)行壽命優(yōu)勢(shì)，經(jīng)濟(jì)效益突出，需求巨大，應(yīng)用前景廣闊。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)。

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