電池儲能系統(tǒng)集成技術與應用

前言
作者簡介
第1章　緒論 1
1.1　儲能市場概況 1
1.2　電池儲能的發(fā)展趨勢 4
1.3　電池儲能系統(tǒng)的基本特點與面臨的挑戰(zhàn) 9
1.4　電池儲能系統(tǒng)集成技術的任務 10
1.5　本書主要內(nèi)容 12
參考文獻 13
第2章　電池儲能系統(tǒng)架構與關鍵設備 15
2.1　電池儲能系統(tǒng)架構 15
2.2　電池儲能系統(tǒng)性能指標 16
2.3　電池及電池管理系統(tǒng) 19
2.3.1　先進鉛酸電池 19
2.3.2　全釩液流電池 22
2.3.3　鋰離子電池 27
2.4　儲能變流器 33
2.5　電池儲能系統(tǒng)成本分析 38
2.6　小結 39
參考文獻 39
第3章　電池儲能系統(tǒng)主要應用與解決方案 43
3.1　火儲聯(lián)合調(diào)頻系統(tǒng) 43
3.1.1　火電機組AGC基本原理 43
3.1.2　火儲聯(lián)合系統(tǒng) 45
3.2　輔助新能源并網(wǎng) 47
3.2.1　削峰填谷 48
3.2.2　提高預測精度 50
3.2.3　平滑 53
3.2.4　 直流耦合系統(tǒng)及控制 55
3.3　一次調(diào)頻 61
3.3.1　獨立一次調(diào)頻 61
3.3.2　新能源配置儲能系統(tǒng)實現(xiàn)一次調(diào)頻 62
3.4　微電網(wǎng) 65
3.4.1　交流母線微電網(wǎng) 66
3.4.2　直流母線微電網(wǎng) 68
3.4.3　無縫切換 69
3.4.4　微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng) 70
3.5　小結 72
參考文獻 72
第4章　電池儲能系統(tǒng)電氣設計 76
4.1　電氣系統(tǒng)概述 76
4.2　低壓開關柜設計 77
4.2.1　電氣絕緣 77
4.2.2　導體設計 81
4.2.3　短路故障導體應力計算 84
4.2.4　低壓斷路器 91
4.2.5　交流低壓SPD 95
4.3　變壓器 101
4.3.1　變壓器的選型 101
4.3.2　交流接地方式 103
4.4　高壓開關柜 106
4.4.1　高壓開關柜的選型 106
4.4.2　中置柜 107
4.4.3　環(huán)網(wǎng)柜 109
4.4.4　C-GIS 113
4.4.5　高壓電力線纜的選型 114
4.4.6　高壓避雷器 115
4.5　電池匯流柜的設計 116
4.5.1　直流匯流回路設計 116
4.5.2　直流側極間短路故障分析 121
4.6　控制配電設計 128
4.7　電池儲能系統(tǒng)并網(wǎng)對配電網(wǎng)的影響 129
4.8　小結 133
參考文獻 133
第5章　電池儲能系統(tǒng)結構與安全設計 140
5.1　整體結構 140
5.2　圍護結構與布局 144
5.3　接地與靜電防護 146
5.4　熱管理系統(tǒng)設計 147
5.4.1　散熱冷卻方式 148
5.4.2　電池功耗發(fā)熱量計算 153
5.4.3　外部靜滲入熱量計算 155
5.4.4　溫控系統(tǒng)功率計算及控制邏輯 158
5.5　結構與散熱仿真 161
5.6　系統(tǒng)火災與自動滅火系統(tǒng)設計 165
5.6.1　火災與電池熱失控 165
5.6.2　自動滅火系統(tǒng)設計 169
5.6.3　火探管滅火系統(tǒng) 180
5.7　小結 181
參考文獻 182
第6章　電池儲能系統(tǒng)本地控制與遠程通信 186
6.1　電池儲能系統(tǒng)本地控制與管理 186
6.1.1　本地控制器硬件平臺 187
6.1.2　電池儲能系統(tǒng)內(nèi)部通信方式 188
6.1.3　本地控制器軟件架構 193
6.1.4　電池儲能系統(tǒng)運行狀態(tài)與控制邏輯 195
6.2　電池儲能系統(tǒng)監(jiān)控與能量管理 200
6.2.1　電池儲能系統(tǒng)通信設備配置 200
6.2.2　電池儲能系統(tǒng)站級SCADA系統(tǒng) 201
6.2.3　能量管理系統(tǒng) 203
6.3　IEC 61850在電池儲能系統(tǒng)中的應用 206
6.3.1　IEC 61850系列標準 206
6.3.2　IEC 61850技術特點 209
6.3.3　IEC 61850建模的基本概念 210
6.3.4　電池儲能系統(tǒng)的IEC 61850建模 215
6.4　小結 219
參考文獻 220
第7章　電池儲能系統(tǒng)設備集成安裝與檢驗 222
7.1　集裝箱及戶外柜檢驗 222
7.2　電氣設備安裝與檢驗 223
7.2.1　高壓開關柜安裝與檢驗 223
7.2.2　變壓器安裝與檢驗 228
7.2.3　低壓開關柜安裝與檢驗 229
7.2.4　儲能變流器安裝與檢驗 231
7.2.5　直流匯流柜及直流線纜安裝與檢驗 232
7.3　溫控系統(tǒng)安裝與檢驗 234
7.4　消防系統(tǒng)安裝與檢驗 236
7.5　電池儲能系統(tǒng)出廠調(diào)試 237
7.6　電池儲能系統(tǒng)起吊運輸與現(xiàn)場安裝 239
7.6.1　起吊運輸 239
7.6.2　現(xiàn)場安裝 240
7.7　小結 241
參考文獻 242
第8章　電池儲能系統(tǒng)建模與仿真 243
8.1　儲能電池建模 243
8.1.1　常用電池模型 243
8.1.2　改進型電池模型 244
8.2　鋰離子電池仿真分析 246
8.3　鉛酸電池仿真分析 249
8.4　儲能變流器建模與控制 252
8.4.1　儲能變流器同步旋轉坐標系建模 252
8.4.2　儲能變流器矢量控制 255
8.4.3　儲能變流器虛擬同步機控制 256
8.5　系統(tǒng)仿真 259
8.5.1　調(diào)頻控制 259
8.5.2　調(diào)壓控制 263
8.5.3　緊急功率支撐 267
8.5.4　調(diào)峰控制 268
8.5.5　計及SOC變化的電池儲能系統(tǒng)控制 270
8.6　小結 273
參考文獻 273
第9章　先進技術在電池儲能系統(tǒng)中的應用展望 275
9.1　電池儲能系統(tǒng)與物聯(lián)網(wǎng) 275
9.1.1　物聯(lián)網(wǎng)概述 275
9.1.2　物聯(lián)網(wǎng)技術在電池儲能系統(tǒng)中的應用 276
9.1.3　物聯(lián)網(wǎng)對電池儲能系統(tǒng)的要求 279
9.2　神經(jīng)網(wǎng)絡技術在電池儲能系統(tǒng)中的應用 279
9.2.1　基于神經(jīng)網(wǎng)絡的電池儲能系統(tǒng)實時容量識別 280
9.2.2　基于神經(jīng)網(wǎng)絡的電池儲能系統(tǒng)軟故障狀態(tài)識別與保護 284
9.2.3　神經(jīng)網(wǎng)絡技術在電池儲能系統(tǒng)中的應用展望 287
9.3　電池儲能系統(tǒng)與區(qū)塊鏈技術 288
9.3.1　區(qū)塊鏈技術概述 288
9.3.2　共享儲能技術 290
9.3.3　基于區(qū)塊鏈技術的共享儲能交易體系 291
9.3.4　基于區(qū)塊鏈技術的共享儲能商業(yè)運營思考 296
9.4　小結 297
參考文獻 298
第10章　儲能集成技術典型應用案例與系統(tǒng) 301
10.1　典型應用案例 301
10.1.1　雙湖微電網(wǎng) 301
10.1.2　兆光火儲聯(lián)合調(diào)頻系統(tǒng) 305
10.1.3　日本直流光儲項目 308
10.1.4　夏威夷風儲項目 311
10.2　典型電池儲能系統(tǒng) 312
10.2.1　Younicos電池儲能系統(tǒng) 312
10.2.2　CellCube電池儲能系統(tǒng) 313
10.2.3　Ingeteam電池儲能系統(tǒng) 315
10.2.4　Power Electronics電池儲能系統(tǒng) 317
10.3　小結 318