隨著可再生能源的發(fā)展,電化學(xué)儲能電站的安全、可靠、高效和穩(wěn)定運行成為電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻的關(guān)鍵。然而,目前國內(nèi)外電化學(xué)儲能應(yīng)用現(xiàn)狀凸顯了質(zhì)量與安全的迫切問題。鋰離子電池具有不同于一般電力設(shè)備的特殊性,且儲能電池與動力電池在應(yīng)用需求、測試方法、關(guān)鍵性能、安全要求、標(biāo)準(zhǔn)適用等方面存在巨大差異。本書從電化學(xué)儲能應(yīng)用需求出發(fā),結(jié)合電化學(xué)儲能需求與鋰離子電池特性和技術(shù)現(xiàn)狀,從標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化角度分析電力儲能用鋰離子電池性能測試評價思路和方法,論述電力儲能用電池管理系統(tǒng)、儲能變流器、移動式電化學(xué)儲能系統(tǒng)及電化學(xué)儲能電站等的測試評價方法,期望通過構(gòu)建一條從核心部件到系統(tǒng)的全環(huán)節(jié)質(zhì)量與安全技術(shù)監(jiān)督檢驗體系,為提升儲能設(shè)備投運前標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)水平、降低全生命周期運行風(fēng)險提供系統(tǒng)性技術(shù)支撐。
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1999.9-2003.7 北京理工大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院 環(huán)境工程 本科
2003.9-2007.3 北京理工大學(xué)化工與環(huán)境學(xué)院 環(huán)境工程 博士2007.4-至今 中國電力科學(xué)研究院有限公司儲能與電工所 實驗室主任、副所長新能源材料及鋰離子電池技術(shù)
目錄
前言
第1章 鋰離子電池儲能測評概述 1
1.1 背景 1
1.2 鋰離子電池儲能系統(tǒng)常用基本術(shù)語 3
1.3 鋰離子電池儲能測評基本要求 4
第2章 電力儲能用鋰離子電池測試與評價 6
2.1 鋰離子電池安全事故分析 6
2.1.1 全球視角下的安全事故統(tǒng)計分析 7
2.1.2 國內(nèi)外儲能電站安全事故概述 7
2.1.3 國內(nèi)外新能源汽車安全事故概述 10
2.1.4 鋰離子電池安全事故發(fā)生機(jī)理 12
2.1.5 小結(jié) 24
2.2 鋰離子電池電化學(xué)性能測試 25
2.2.1 充放電性能測試 25
2.2.2 容量性能測試 26
2.2.3 倍率性能測試 26
2.2.4 高低溫性能測試 27
2.2.5 能量和比能量測試 28
2.2.6 功率和比功率測試 29
2.2.7 儲存性能及自放電測試 29
2.2.8 循環(huán)壽命測試 30
2.2.9 內(nèi)阻測試 31
2.3 鋰離子電池安全性能測試 32
2.3.1 電氣安全性能測試 33
2.3.2 機(jī)械安全性能測試 35
2.3.3 環(huán)境安全性能測試 38
2.3.4 熱安全性能測試 41
2.3.5 小結(jié) 45
2.4 國內(nèi)外鋰離子電池測試標(biāo)準(zhǔn)分析 45
2.4.1 國內(nèi)鋰離子電池測試標(biāo)準(zhǔn)分析 46
2.4.2 國外鋰離子電池檢測評價標(biāo)準(zhǔn)分析 72
2.5 國內(nèi)外電化學(xué)儲能標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀分析 78
2.5.1 儲能技術(shù)應(yīng)用趨勢 78
2.5.2 國內(nèi)外電化學(xué)儲能標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀 80
2.5.3 小結(jié) 86
2.6 儲能鋰離子電池安全性測評分析 87
2.6.1 鋰離子電池應(yīng)用場景特點分析 87
2.6.2 儲能電池安全影響因素分析 90
2.6.3 儲能電池安全性測試方法 90
2.6.4 儲能電池安全性評價體系構(gòu)建 92
2.6.5 小結(jié) 95
2.7 電池儲能工況應(yīng)用安全風(fēng)險評估 96
2.7.1 電池儲能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用 96
2.7.2 鋰離子電池儲能應(yīng)用安全風(fēng)險評估 98
2.7.3 電池管理系統(tǒng)和儲能變流器安全風(fēng)險評估 101
2.7.4 鉛酸電池儲能安全風(fēng)險評估 109
2.7.5 液流電池儲能安全風(fēng)險評估 111
2.8 電池儲能綜合評估平臺 114
2.8.1 綜合評估平臺硬件 114
2.8.2 綜合評估平臺軟件 117
2.8.3 小結(jié) 124
參考文獻(xiàn) 124
第3章 電力儲能用電池管理系統(tǒng)測試與評價 128
3.1 引言 128
3.2 標(biāo)準(zhǔn)概述 129
3.3 試驗方法及要求分析 130
3.3.1 數(shù)據(jù)采集 130
3.3.2 通信 138
3.3.3 報警和保護(hù) 138
3.3.4 控制 140
3.3.5 能量狀態(tài)估算 141
3.3.6 均衡 142
3.3.7 絕緣電阻檢測 143
3.3.8 絕緣耐壓 144
3.3.9 環(huán)境適應(yīng)性 146
3.3.10 電氣適應(yīng)性 147
3.3.11 電磁兼容 150
3.3.12 系統(tǒng)可用性 151
3.4 標(biāo)準(zhǔn)實施對BMS設(shè)計和運行效果的影響 151
3.4.1 規(guī)范化設(shè)計 151
3.4.2 提高性能和效率 152
3.4.3 促進(jìn)行業(yè)創(chuàng)新 152
3.5 小結(jié) 153
第4章 儲能變流器測試與評價 154
4.1 引言 154
4.2 標(biāo)準(zhǔn)概述 155
4.3 檢測方法及要求分析 155
4.3.1 基本功能檢測 155
4.3.2 電氣性能檢測 164
4.3.3 安全性能檢測 189
4.3.4 電磁兼容檢測 198
4.3.5 輔助系統(tǒng)檢測 200
4.4 標(biāo)準(zhǔn)實施對儲能變流器行業(yè)的影響與意義 201
4.4.1 技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品升級 201
4.4.2 市場規(guī)范化 201
4.4.3 產(chǎn)品質(zhì)量和安全性提升 202
4.5 小結(jié) 203
第5章 移動式電化學(xué)儲能系統(tǒng)測試與評價 204
5.1 引言 204
5.2 標(biāo)準(zhǔn)概述 205
5.3 試驗方法及要求分析 205
5.3.1 基本功能 205
5.3.2 電氣性能 214
5.3.3 電磁兼容 227
5.3.4 安全性能 228
5.3.5 外觀及機(jī)械性能 232
5.3.6 接口 234
5.3.7 環(huán)境適應(yīng)性 235
5.4 標(biāo)準(zhǔn)實施對移動式電化學(xué)儲能系統(tǒng)行業(yè)的影響與意義 237
5.4.1 技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)品升級 238
5.4.2 市場規(guī)范 238
5.4.3 行業(yè)健康發(fā)展 238
5.5 小結(jié) 239
第6章 電化學(xué)儲能電站運行指標(biāo)及評價 241
6.1 引言 241
6.2 標(biāo)準(zhǔn)概述 241
6.3 電化學(xué)儲能電站運行指標(biāo)及評價分析 242
6.3.1 總則 242
6.3.2 電化學(xué)儲能電站運行指標(biāo) 243
6.3.3 電化學(xué)儲能電站運行評價 250
6.4 標(biāo)準(zhǔn)實施對電化學(xué)儲能電站運行的影響 254
6.4.1 運行管理水平的提升 254
6.4.2 運行的優(yōu)化 254
6.4.3 安全性的提高 255
6.4.4 成本的降低 255
6.5 小結(jié) 256
第7章 電力系統(tǒng)電化學(xué)儲能系統(tǒng)通用技術(shù) 258
7.1 引言 258
7.2 標(biāo)準(zhǔn)概述 258
7.3 系統(tǒng)技術(shù)要求分析 259
7.3.1 一般要求 259
7.3.2 功率控制 260
7.3.3 運行適應(yīng)性 262
7.3.4 能量轉(zhuǎn)換效率 263
7.3.5 故障穿越 264
7.3.6 一次調(diào)頻 264
7.3.7 慣量響應(yīng) 264
7.3.8 黑啟動 264
7.3.9 電能質(zhì)量 265
7.4 設(shè)備技術(shù)要求 265
7.4.1 一般要求 265
7.4.2 鋰離子電池 266
7.4.3 液流電池 266
7.4.4 鉛炭電池 266
7.4.5 水電解制氫/燃料電池 267
7.4.6 電池管理系統(tǒng) 267
7.4.7 儲能變流器 267
7.4.8 監(jiān)控系統(tǒng) 267
7.4.9 保護(hù) 268
7.4.10 計量 268
7.4.11 輔助系統(tǒng) 269
7.5 標(biāo)準(zhǔn)的實施與影響 269
7.6 小結(jié) 270
第8章 鋰離子電池儲能測評總結(jié)與展望 272
8.1 鋰離子電池儲能測評的重要性 272
8.2 鋰離子電池儲能測評技術(shù)小結(jié) 273
8.3 面臨的主要挑戰(zhàn)與解決方案 274
8.4 展望與建議 274