? ? ? ?儲能系統(tǒng)是指將電能等形式的能量，通過不同媒介存儲起來，在有需要的時候再將其釋放的一種系統(tǒng)。按照存儲方式的不同，可以分為化學(xué)儲能和物理儲能?；瘜W(xué)儲能包括氫、碳?xì)?、碳?xì)溲踹€有電化學(xué)儲能方式。電化學(xué)儲能中又包括鋰離子電池、液流電池、鉛蓄電池和鈉基電池等。物理儲能則有抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能和儲能等。各種儲能方式的系統(tǒng)功率和放電時間對比如下圖。

? ? ? ?鋰離子電池作為目前應(yīng)用最多的儲能方式，擁有能量密度高、響應(yīng)速率快、放電時間長的優(yōu)點，缺點則是價格較高，有發(fā)熱的風(fēng)險。預(yù)計在未來一段時間內(nèi)都是儲能系統(tǒng)的主要方式。

? ? ? ?鋰離子電池按照原材料來分，主流的類型有磷酸鐵鋰和三元鋰兩種。按照用途來分，又可以分為儲能鋰電池和動力鋰電池。儲能鋰電池顧名思義主要是用在儲能系統(tǒng)上的鋰電池，動力鋰電池則用在新能源汽車行業(yè)。相較來說，儲能鋰電池一般更強(qiáng)調(diào)長壽命、安全性，動力鋰電池則更強(qiáng)調(diào)高能量比。磷酸鐵鋰和三元鋰電池的對比如圖2所示。

? ? ? ?對鋰離子電池儲能系統(tǒng)來說，針對其應(yīng)用場景的不同，可以分為三類：

• 與電網(wǎng)配套的大規(guī)模儲能系統(tǒng)，容量較大；

• 工商業(yè)儲能系統(tǒng)，容量較小，可用于商場、數(shù)據(jù)中心等的備用電源；

• 移動儲能儲能系統(tǒng)，作為臨時的保電措施，可以應(yīng)對臨時檢修，高速上應(yīng)急供電等情況。

  
  

? ? ? ? 三種儲能系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)形式上有所差別，不過在系統(tǒng)組成上大同小異，這里以大規(guī)模儲能系統(tǒng)為例，簡要說明下出儲能系統(tǒng)的構(gòu)成及其結(jié)構(gòu)形式。

? ? ? ? 大規(guī)模儲能系統(tǒng)通常以集裝箱作為載體，在其中組裝了電池系統(tǒng)、能量管理系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)（BMS)、變流器系統(tǒng)(PCS）、冷卻系統(tǒng)、消防系統(tǒng)以及照明和監(jiān)控系統(tǒng)。

? ? ? ? 電池系統(tǒng)：通常由數(shù)個電池簇組成，電池簇則由數(shù)個電池包組成，視電池包結(jié)構(gòu)的不同，電池包中可能帶有電池管理系統(tǒng)(BMU)。

? ? ? ? 能量管理系統(tǒng)：稱為EMS(Energy Management System)，主要是對電站的實時運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行監(jiān)控，包括系統(tǒng)功率曲線、電池電壓溫度信息、累計處理電量信息及其他約定的監(jiān)測信息。電池管理系統(tǒng)：稱為BMS(Battery Management System)，主要對電池組的充放電保護(hù)進(jìn)行管理。充滿電時能保證各單體電池之間的電壓差異小于設(shè)定值，實現(xiàn)電池組各單體電池的均充，有效地改善了串聯(lián)充電方式下的充電效果。同時檢測電池組中各個單體電池的過壓、欠壓、過流、短路、過溫狀態(tài)，保護(hù)并延長電池使用壽命。一般是三級架構(gòu)，即電池包-電池簇-電池系統(tǒng)各有一個控制單元。

? ? ? ? ?變流器系統(tǒng)：稱為PCS(Power Conversion System)，鋰離子電池輸出的是直流電，在電池與電網(wǎng)的相互作用時，需要進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換，這就需要儲能變流器系統(tǒng)。儲能變流器可以完成電網(wǎng)和電池的雙向能量流動，并通過控制策略實現(xiàn)對電池系統(tǒng)的充放電管理、網(wǎng)測負(fù)荷功率跟蹤、電池儲能系統(tǒng)充放電功率控制和正常及孤島運(yùn)行方式下網(wǎng)測電壓的控制；具有高轉(zhuǎn)換效率、寬電壓輸入范圍、快速并離網(wǎng)切換和方便維護(hù)等特點，同時具備完善的保護(hù)功能，如孤島保護(hù)、直流過壓保護(hù)和低電壓穿越（可選）等，滿足系統(tǒng)并、離網(wǎng)要求。冷卻系統(tǒng)：因為鋰電池對系統(tǒng)運(yùn)行溫度有范圍要求，所以需要控制環(huán)境溫度。通常來說有風(fēng)冷和液冷兩種形式。風(fēng)冷作為傳統(tǒng)的冷卻方式，技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛，缺點則是需要留有風(fēng)道，整體體積較大；液冷則是最近逐漸流行的冷卻方式，特點在于采用液體降溫，有更高的冷卻效率，同時不需要風(fēng)道，使整體的體積更小，能量比更高，缺點則是價格較高，技術(shù)不如風(fēng)冷成熟。

? ? ? ? 消防系統(tǒng)：鋰離子電池系統(tǒng)較傳統(tǒng)的鉛酸電池來說，發(fā)熱量較大，熱穩(wěn)定性也不如鉛酸電池，在運(yùn)行過程中有起火的風(fēng)險。因此消防系統(tǒng)是鋰離子電池儲能中的重要組成部分。集裝箱儲能系統(tǒng)一般采用管網(wǎng)式消防，介質(zhì)為七氟丙烷或者全氟己酮，也有結(jié)合使用水噴淋的案例。在較小型的工商業(yè)儲能和移動儲能里面，還可以采用氣溶膠的方式，后續(xù)會詳細(xì)講解幾種方式的優(yōu)缺點及其典型應(yīng)用形式，這里不再贅述。

? ? ? ? 照明和監(jiān)控系統(tǒng)：對于集裝箱儲能來說，由于需要后期的檢修和維護(hù)，因此照明和監(jiān)控系統(tǒng)是必不可少的。照明通常安裝在電氣艙以及電池艙的上方，需要配備防爆燈。監(jiān)控系統(tǒng)安裝與電氣艙，可與云端連接，遠(yuǎn)程查看設(shè)備運(yùn)行狀況。

? ? ? ? 根據(jù)儲能系統(tǒng)的不同配置，可能還有變壓器系統(tǒng)，來完成電池系統(tǒng)和電網(wǎng)間的升降壓。

備注：圖片來源于網(wǎng)絡(luò)