套装 正版 电池储能系统集成技术 共2册 锂离子电池储能系统集成与一致性管理 电池储能系统集成技术与应用

《电池储能系统集成技术与应用》

   《电池储能系统集成技术与应用》较为系统和全面地论述了电池储能系统集成技术所面临的问题与任务、系统架构、关键设备、运行控制、电气设计、结构设计、热设计、消防安全设计、通信与控制、设备集成与安装调试、建模仿真及先进技术应用展望等，*后介绍了典型应用案例与系统产品。

   《电池储能系统集成技术与应用》的内容源于作者及其所在团队多年的技术研究与积累，写作的初衷旨在为从事电池储能系统集成设计的工程师、高等院校从事储能系统研究的教师和学生提供参考，目的在于抛砖引玉，促进电池储能系统集成技术在我国的发展。

目 录

前言

作者简介

第1章 绪论 1

1.1 储能市场概况 1

1.2 电池储能的发展趋势 4

1.3 电池储能系统的基本特点与面临的挑战 9

1.4 电池储能系统集成技术的任务 10

1.5 本书主要内容 12

参考文献 13

第2章 电池储能系统架构与关键设备 15

2.1 电池储能系统架构 15

2.2 电池储能系统性能指标 16

2.3 电池及电池管理系统 19

2.3.1 先进铅酸电池 19

2.3.2 全钒液流电池 22

2.3.3 锂离子电池 27

2.4 储能变流器 33

2.5 电池储能系统成本分析 38

2.6 小结 39

参考文献 39

第3章 电池储能系统主要应用与解决方案 43

3.1 火储联合调频系统 43

3.1.1 火电机组AGC基本原理 43

3.1.2 火储联合系统 45

3.2 辅助新能源并网 47

3.2.1 削峰填谷 48

3.2.2 提高预测精度 50

3.2.3 平滑 53

3.2.4 直流耦合系统及控制 55

3.3 一次调频 61

3.3.1 独立一次调频 61

3.3.2 新能源配置储能系统实现一次调频 62

3.4 微电网 65

3.4.1 交流母线微电网 66

3.4.2 直流母线微电网 68

3.4.3 无缝切换 69

3.4.4 微电网能量管理系统 70

3.5 小结 72

参考文献 72

第4章 电池储能系统电气设计 76

4.1 电气系统概述 76

4.2 低压开关柜设计 77

4.2.1 电气绝缘 77

4.2.2 导体设计 81

4.2.3 短路故障导体应力计算 84

4.2.4 低压断路器 91

4.2.5 交流低压SPD 95

4.3 变压器 101

4.3.1 变压器的选型 101

4.3.2 交流接地方式 103

4.4 高压开关柜 106

4.4.1 高压开关柜的选型 106

4.4.2 中置柜 107

4.4.3 环网柜 109

4.4.4 C-GIS 113

4.4.5 高压电力线缆的选型 114

4.4.6 高压避雷器 115

4.5 电池汇流柜的设计 116

4.5.1 直流汇流回路设计 116

4.5.2 直流侧极间短路故障分析 121

4.6 控制配电设计 128

4.7 电池储能系统并网对配电网的影响 129

4.8 小结 133

参考文献 133

第5章 电池储能系统结构与安全设计 140

5.1 整体结构 140

5.2 围护结构与布局 144

5.3 接地与静电防护 146

5.4 热管理系统设计 147

5.4.1 散热冷却方式 148

5.4.2 电池功耗发热量计算 153

5.4.3 外部静渗入热量计算 155

5.4.4 温控系统功率计算及控制逻辑 158

5.5 结构与散热仿真 161

5.6 系统火灾与自动灭火系统设计 165

5.6.1 火灾与电池热失控 165

5.6.2 自动灭火系统设计 169

5.6.3 火探管灭火系统 180

5.7 小结 181

参考文献 182

第6章 电池储能系统本地控制与远程通信 186

6.1 电池储能系统本地控制与管理 186

6.1.1 本地控制器硬件平台 187

6.1.2 电池储能系统内部通信方式 188

6.1.3 本地控制器软件架构 193

6.1.4 电池储能系统运行状态与控制逻辑 195

6.2 电池储能系统监控与能量管理 200

6.2.1 电池储能系统通信设备配置 200

6.2.2 电池储能系统站级SCADA系统 201

6.2.3 能量管理系统 203

6.3 IEC 61850在电池储能系统中的应用 206

6.3.1 IEC 61850系列标准 206

6.3.2 IEC 61850技术特点 209

6.3.3 IEC 61850建模的基本概念 210

6.3.4 电池储能系统的IEC 61850建模 215

6.4 小结 219

参考文献 220

第7章 电池储能系统设备集成安装与检验 222

7.1 集装箱及户外柜检验 222

7.2 电气设备安装与检验 223

7.2.1 高压开关柜安装与检验 223

7.2.2 变压器安装与检验 228

7.2.3 低压开关柜安装与检验 229

7.2.4 储能变流器安装与检验 231

7.2.5 直流汇流柜及直流线缆安装与检验 232

7.3 温控系统安装与检验 234

7.4 消防系统安装与检验 236

7.5 电池储能系统出厂调试 237

7.6 电池储能系统起吊运输与现场安装 239

7.6.1 起吊运输 239

7.6.2 现场安装 240

7.7 小结 241

参考文献 242

第8章 电池储能系统建模与仿真 243

8.1 储能电池建模 243

8.1.1 常用电池模型 243

8.1.2 改进型电池模型 244

8.2 锂离子电池仿真分析 246

8.3 铅酸电池仿真分析 249

8.4 储能变流器建模与控制 252

8.4.1 储能变流器同步旋转坐标系建模  252

8.4.2 储能变流器矢量控制 255

8.4.3 储能变流器虚拟同步机控制 256

8.5 系统仿真 259

8.5.1 调频控制 259

8.5.2 调压控制 263

8.5.3 紧急功率支撑 267

8.5.4 调峰控制 268

8.5.5 计及SOC变化的电池储能系统控制 270

8.6 小结 273

参考文献 273

第9章 先进技术在电池储能系统中的应用展望 275

9.1 电池储能系统与物联网 275

9.1.1 物联网概述 275

9.1.2 物联网技术在电池储能系统中的应用 276

9.1.3 物联网对电池储能系统的要求 279

9.2 神经网络技术在电池储能系统中的应用 279

9.2.1 基于神经网络的电池储能系统实时容量识别 280

9.2.2 基于神经网络的电池储能系统软故障状态识别与保护 284

9.2.3 神经网络技术在电池储能系统中的应用展望 287

9.3 电池储能系统与区块链技术 288

9.3.1 区块链技术概述 288

9.3.2 共享储能技术 290

9.3.3 基于区块链技术的共享储能交易体系 291

9.3.4 基于区块链技术的共享储能商业运营思考 296

9.4 小结 297

参考文献 298

第10章 储能集成技术典型应用案例与系统 301

10.1 典型应用案例 301

10.1.1 双湖微电网 301

10.1.2 兆光火储联合调频系统 305

10.1.3 日本直流光储项目 308

10.1.4 夏威夷风储项目 311

10.2 典型电池储能系统 312

10.2.1 Younicos电池储能系统 312

10.2.2 CellCube电池储能系统 313

10.2.3 Ingeteam电池储能系统 315

10.2.4 Power Electronics电池储能系统 317

10.3 小结 318

《锂离子电池储能系统集成与一致性管理》

   开展锂离子电池储能系统的集成、一致性管理、系统级监控与能量管理技术研究，实现锂离子电池储能系统高效、安全、稳定、可靠运行和维护，必将对锂离子电池储能系统的规模化应用产生重要影响。

   本书对锂离子电池储能系统的集成关键技术进行了详细而深入的探讨。首先分析了锂离子电池储能系统集成技术的必要性，然后围绕锂离子电池系统集成过程中的电管理和热管理技术进行了详细分析；为了充分说明锂离子电池大规模系统集成中的关键要素，探讨了锂离子电池储能系统的拓扑结构及仿真模型；最后详细介绍了锂离子电池储能电站监控与能量管理技术，并通过应用案例阐述了锂离子电池储能系统集成与一致性管理。

   本书遵循理论分析与工程应用相结合的编写原则，期望为大规模锂离子电池储能系统的设备集成、工程建设和运行管理提供有益借鉴和参考，并对推动锂离子电池储能系统的规模化应用发挥积极作用。

目录

前言

第1章引言

第2章锂离子电池系统的电管理

2.1锂离子电池一致性分析

2.1.1电池一致性的概念

2.1.2电池静态一致性的影响因素分析

2.1.3电池动态一致性的影响因素分析

2.1.4电池性能和状态参数分析

2.1.5电池一致性的特征表征量分析

2.1.6电池组容量与一致性表征量之间的关系

2.1.7小结

2.2锂离子电池容量利用率分析

2.2.1电池的阻抗模型

2.2.1.1阻抗谱中的基本元件

2.2.1.2阻抗谱中的特殊元件

2.2.1.3电池动态阻抗

2.2.1.4动态阻抗模型

2.2.1.5电池阻抗谱的测量

2.2.1.6测试结果

2.2.1.7动态阻抗等效电路

2.2.1.8总结

2.2.2电池阻抗特征参数的提取及其电池容量利用率之间的关系

2.2.2.1动态阻抗特征参数的提取方法

2.2.2.2电池静态阻抗测试

2.2.2.3电池动态阻抗测试

2.2.2.4串并联电池动态阻抗测试

2.2.2.5储能电站典型工况下电池动态阻抗的测试

2.2.2.6电池阻抗特征参数与电池容量之间的关系分析

2.2.2.7小结

2.3锂离子电池系统一致性电管理

2.3.1多参数分选

2.3.2基于模糊均值聚类算法的电池分选研究

2.3.2.1模糊均值聚类算法

2.3.2.2电池的多参数分选

2.3.2.3多参数分选方法的评价和对比

2.3.3动态特性分选

2.3.3.1动态特性分选简介

2.3.3.2动态特性分选中的模糊均值聚类算法

2.3.4小结

2.4锂离子电池管理系统设计

2.4.1电池均衡定义及分类

2.4.2常见的均衡电路分析

2.4.3电池均衡方案

2.4.4均衡控制变量和均衡控制策略

2.4.4.1均衡控制变量的选取

2.4.4.2均衡控制策略

2.4.5储能电池均衡控制策略测试

2.4.6小结

第3章锂离子电池系统的热管理

3.1锂离子电池储能系统热管理现状

3.2锂离子电池储能系统热设计方法

3.2.1锂离子电池热仿真方法

3.2.2CFD软件在储能系统热设计中的应用

3.2.3锂离子电池模型介绍

3.2.3.1基于电化学-热耦合模型的热模拟研究

3.2.3.2基于电-热耦合模型的热模拟研究

3.2.3.3基于热滥用模型的热模拟研究

3.3锂离子电池热管理设计实例

参考文献

第4章锂离子电池大规模系统集成

4.1锂离子电池储能系统拓扑结构分析

4.1.1储能变流器（PCS）

4.1.1.1PCS原理介绍

4.1.1.2PCS控制系统

4.1.1.3PCS性能参数

4.1.2储能系统结构

4.1.3高压级联技术的优势

4.1.3.1电池均衡效果

4.1.3.2链节冗余技术

4.1.3.3电能质量

4.1.3.4能量转换效率

4.1.3.5系统响应速度

4.2锂离子电池储能系统建模与仿真

4.2.1电池储能系统暂态模型

4.2.1.1电池单体模型

4.2.1.2电池参数离线辨识方法及实验

4.2.1.3电池串并联等效模型

4.2.1.4电池模型的建立

4.2.1.5PCS的建模

4.2.2电池储能系统稳态模型

4.2.3大容量锂离子电池储能系统仿真

4.2.3.1大容量锂离子电池储能系统仿真模型

4.2.3.2储能系统仿真模型与实际系统出力结果的对比分析

4.2.4小结

第5章锂离子电池储能电站监控与能量管理技术

5.1锂离子电池储能电站监控技术

5.1.1电池储能电站监控架构

5.1.1.1电池储能电站及其监控系统特点

5.1.1.2监控系统网络结构

5.1.1.3监控系统设备配置

5.1.2锂离子电池储能电站监控软件结构

5.1.2.1监控软件的主要组成部分及总体结构

5.1.2.2锂离子电池储能电站应用软件功能需求

5.1.3锂离子电池储能电站监控系统应用

5.2锂离子电池储能电站能量管理

5.2.1锂离子电池储能系统功率分配

5.2.2电池储能系统平滑风电出力波动的控制策略及仿真验证

5.2.3电池储能系统提高风电场跟踪风电预测功率能力的控制策略

5.2.3.1提高风电场跟踪风电预测功率能力的储能系统控制策略

5.2.3.2控制系数滚动优化算法

5.2.3.3仿真分析

5.2.4电池储能系统削峰填谷控制策略

5.2.5电池储能系统调频控制策略

5.2.6电池储能系统无功控制技术

5.2.6.1电池储能系统无功控制策略

5.2.6.2仿真分析

5.3锂离子电池储能电站一致性运行管理与维护

5.4锂离子电池储能电站运行案例分析

5.4.1国家风光储输示范工程储能电站

5.4.2福建晋江电网侧储能电站

5.4.3云埔厂区储能电站

5.4.4五沙热电厂9MW/4.5MW·h调频储能电站

参考文献