表 4.4 锂电池技术参数表型号LiB 1LiB 2LiB 3容量50Ah (185Wh)200Ah (650Wh)60Ah (192Wh)额定电流100A100A60A额定电压3.7V3.25V3.20V充电电压4.5V3.6V3.6V能量密度132wh/kg97wh/kg105wh/kg运行温度充电-10~+50°C，放电-20~+60°C充电-10~+50°C，放电-20~+60C充电0~+50C，放电-25~+55C湿度范围10%~90%10%~90%自放电率--25C，28天后，自放电不超过30mV<3% (月)电池效率0.970.97循环寿命1C充放电3500次后剩余容量 保持在设计值80%1C充电，4C充电6600次后剩余容量保持在设计 值80%80%DOD±2000 次70%DOD±3000 次优缺点充放电倍率高，串联后可达 3C；电池内有CMU,电池一 致性高；角型电池、横向传热、 寿命长、自动化生产工艺路线 成熟、电池 致性好，热应力 小价格低，自动化生产，自 放电率小，无记忆效应， 环保；充电最大电流达到3C，放电最大4C， 价格低，自动化生 产，自放电率小，无 记忆效应，环保；由表4.4可见，LiB 1在额定电压、能量密度、充放电倍率的技术参数上均 优于其他 2 种锂离子电池，除此之外， LiB 1 锂离子电池属于角型叠层式电池、 基于印刷技术的集成式电极、铝基外壳激光焊接、具有纵向层叠、横向传热、寿 命长、自动化生产工艺路线成熟、电池一致性好，热应力小。
最重要是在电池中 已内嵌入单体电池管理单元，能有效防止电池串联成组出现的许多技术问题除 此之外，考虑到本项目为国家风储一体化示范项目，对储能电池性能要求较高， 因此本项目推荐采用 LiB 1 锂离子电池作为储能电池表 5.5 仿真计算结果对比表储能容量10min负荷变化遵守 率（％）1min负荷变化遵守 率（％）比例 （%）容量(MW)计算电池容量（MWh）平滑前平滑后平滑前平滑后209.902.4859995997157.431.865996.8599213.36.51.635996.055990.3104.951.245994.65987本项目希望风电场 1min 和 10min 出力变化遵守率均能达到 90%以上，从表 5.5可以看出，储能系统功率为6.5MW，搭载锂离子电池容量为1.63MWh时可以 满足要求图5.1 是锂离子电池运行容量推移图，从图中可以看出，随着时间的推移 电池容量逐渐减小，因此在初期配置电池容量时，因考虑此种因素，初期配置电 池容量应该大于设计容量考虑到风电场 20 年运行期，初期搭载电池的容量为 计算容量的163%，即2.65MWh除此之外， 6.5MW/2.65MWh 储能系统还可以使风电场的上网电能品质满足 《风电场接入电网技术规定》和《风电场功率预测预报管理暂行办法》的部分要求。
整个系统由6套1MW和1套0.5MW储能模块组成，每1MW通过一台升压变 压器与风电场 35kV 母线相连，共需要 6 台 35kV /1000kVA 变压器、1 台 35kV /500kVA 变压器及相应的配电装置1MW 模块技术参数(1) 额定容量 ：1MW(15 分钟)(2) 搭载电池容量：408kWh(8块电池串成1组，23组串成1串，12串并 联)(3) 额定电压： AC 300V (三相)(4) 系统效率：大于 90%(5) 周围温度：-30〜+40°C(6) 海拔：约 1500m( 7 )主要设备① PCS (Power Conditioning System)： 2 台②PCS接续柜： 2台③电池柜接线盘： 2台④电池柜： 12台⑤系统控制装置： 1套⑥UPS: 1台⑦辅机配电盘: 1台5.4.3 0.5MW 模块技术参数(1 )额定容量 ： 0.5MW(15 分钟 )(2) 搭载电池容量：204kWh (8块电池串成1组，23组串成1串，6串并 联)(3) 额定电压： AC 300V (三相)( 4)系统效率：大于 90%(5) 周围温度：-30〜+40°C(6) 海拔：约 1500m( 7 )主要设备①PCS (Power Conditioning System)： 1 台② PCS接续柜 ：1台③ 电池柜接线盘 ： 1 台④ 电池柜 ： 6台⑤ 系统控制装置 ： 1 套⑥ UPS : 1台⑦ 辅机配电盘 : 1 台5.3 储能系统寿命本项目储能系统选用锂离子电池以SOC(电池的剩余容量)10〜90%进行充放 电时，容量劣化至 80%需经过 3500 次循环。
而本项目储能系统功能主要为平滑 风电场出力，故储能系统电池多以SOC50%左右进行工作，所以寿命会更长且 初期储能系统电池搭载量大于设计值，可保证系统20年内达到设计功能图5.3是6.5MW/1.63MWh储能电池功率特性参考曲线，从图中可以看出，输出时间随着输出功率的增加而减少450400350:3000200160140)120 n ioo(80时60输402000 1000 2000 3000 4000功率(kW)5000 6000图 5.3 6.5MW/1.63MWh 储能电池功率特性参考曲线5.5 电池管理系统（1）电池管理系统的要求在储能电站中，储能电池往往由几十串甚至几百串以上的电池组构成由于 电池在生产过程和使用过程中，会造成电池内阻、电压、容量等参数的不一致 这种差异表现为电池组充满或放完时串联电芯之间的电压不相同，或能量的不相 同这种情况会导致部分过充，而在放电过程中电压过低的电芯有可能被过放， 从而使电池组的离散性明显增加，使用时更容易发生过充和过放现象，整体容量 急剧下降，整个电池组表现出来的容量为电池组中性能最差的电池芯的容量，最 终导致电池组提前失效因此，对于锂离子电池组而言，均衡保护电路是必须的。
当然，锂电池的电 池管理系统不仅仅是电池的均衡保护，还有更多的要求以保证锂电池储能系统稳 定可靠的运行2）电池管理系统BMS的具体功能基本保护功能单体电池电压均衡功能此功能是为了修正串联电池组中由于电池单体自身工艺差异引起的电压、或 能量的离散性，避免个别单体电池因过充或过放而导致电池性能变差甚至损坏情 况的发生，使得所有个体电池电压差异都在一定的合理范围内要求各节电池之 间误差小于±30mv电池组保护功能单体电池过压、欠压、过温报警，电池组过充、过放、过流报警保护，切断 等数据采集功能 采集的数据主要有：单体电池电压、单体电池温度（实际为每个电池模组的 温度）、组端电压、充放电电流，计算得到蓄电池内阻通讯接口：采用数字化通讯协议IEC61850在储能电站系统中，需要和调 度监控系统进行通讯，上送数据和执行指令诊断功能BMS 应具有电池性能的分析诊断功能，能根据实时测量蓄电池模块电压、充 放电电流、温度和单体电池端电压、计算得到的电池内阻等参数，通过分析诊断 模型，得出单体电池当前容量或剩余容量（SOC）的诊断，单体电池健康状态（SOH） 的诊断、电池组状态评估，以及在放电时当前状态下可持续放电时间的估算。
根 据电动汽车相关标准的要求《锂离子蓄电池总成通用要求》（目前储能电站无相 关标准），对剩余容量（SOC）的诊断精度为5%,对健康状态（SOH）的诊断精度 为 8% 热管理 锂电池模块在充电过程中，将产生大量的热能，使整个电池模块的温度上升， 因而，BMS应具有热管理的功能故障诊断和容错若遇异常， BMS 应给出故障诊断告警信号，通过监控网络发送给上层控制系 统对储能电池组每串电池进行实时监控，通过电压、电流等参数的监测分析， 计算内阻及电压的变化率，以及参考相对温升等综合办法，即时检查电池组中是 否有某些已坏不能再用的或可能很快会坏的电池，判断故障电池及定位，给出告 警信号，并对这些电池采取适当处理措施当故障积累到一定程度，而可能出现 或开始出现恶性事故时，给出重要告警信号输出、并切断充放电回路母线或者支 路电池堆，从而避免恶性事故发生采用储能电池的容错技术，如电池旁路或能量转移等技术，当某一单体电池 发生故障时，以避免对整组电池运行产生影响管理系统对系统自身软硬件具有自检功能，即使器件损坏，也不会影响电池 安全确保不会因管理系统故障导致储能系统发生故障，甚至导致电池损坏或发 生恶性事故。
建议方案均衡保护技术 目前常用的均衡方法有能量消耗法（电阻均衡）和能量转移法（储能均衡） 能量消耗法一般是通过控制器控制电阻网络的通断对电池单元进行分流均 衡，这种方法可以同时对多节电池进行均衡，控制简单但是均衡过程中如果电 阻选的过大，则均衡电流太小，效果甚微；如果电阻选的过小，则电阻功率很大， 系统能量损耗大，均衡效率低，系统对热管理要求较高，需要进行温度检测控制， 均衡效果也并非很理想但由于该方法实现简单，成本低，所以在相当场合得到 广泛采用能量转移法是利用电池对电感或电容等储能元件的充放电，对不均衡电池进 行单独操作间，达到电池间的能量转移这种均衡充电方法一般控制网络复杂， 安全性管理要求高，其最大的优点是充、放电（工作）使用中，都可平衡各单元电 池的功能，且不消耗锂离子电池组的电能由于其实现复杂，成本也很高，所以 目前使用较少，只有在高要求场合被采用建议采用能量转移法，以实现电池性能和可靠性的最优化其它保护技术 对于电池的过压、欠压、过流等故障情况，采取了切断回路的方式进行保护 对瞬间的短路的过流状态，过流保护的延时时间一般至少要几百微秒至毫 秒，而短路保护的延时时间是微秒级的，几乎是短路的瞬间就切断了回路，可以 避免短路对电池带来的巨大损伤。
在母线回路中一般采用快速熔断器，在各个电池模块中，采用高速功率电子 器件实现快速切断蓄电池容量评估 SOC 在测量动态内阻和真值电压等基础上，利用充电特性与放电特性的对应关 系，采用多种模式分段处理办法，建立数学分析诊断模型，来测量剩余电量 SOC分析锂电池的放电特性,基于积分法采用动态更新电池电量的方法 ,考虑电 池自放电现象,对电池的电流、电压、放电时间进行测量；预测和计算电池 在不同放电情况下的剩余电量，并根据电池的使用时间和环境温度对电量预测进 行校正，给出剩余电量 SOC 的预测值为了解决电池电量变化对测量的影响，可采用动态更新电池电量的方法，即 使用上一次所放出的电量作为本次放电的基准电量，这样随着电池的使用，电池 电量减小体现为基准电量的减小；同时基准电量还需要根据外界环境温度变化进 行相应修正蓄电池健康状态评估 SOH 对锂电池整个寿命运行曲线充放电特性的对应关系分析，进行曲线拟合和比 对，得出蓄电池健康状态评估值SOH，同时根据运行环境对评估值进行修正蓄电池组的热管理 在电池选型和结构设计中应充分考虑热管理的设计圆柱形电芯在排布中的 透气孔设计及铝壳封装能帮助电芯更好的散热，可有效防鼓，保证稳定。
BMS 含有温度检测，对电池的温度进行监控，如果温度高于保护值将开启风 。