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储能电池新国标要点解读及工程应用
首先我们从新型储能的总体应用需求角度来看它对储能电池的要求。从宏观层面来说,有四个方面,能用、好用、敢用、用好。能用只是从功能完备性的角度来说的,就是它的功能能满足要求。好用是对设备的性能可靠性有更高的要求。敢用是安全方面要可控,用好是后面怎么运行怎么控制怎么挖掘储能电池的性能潜力,这依赖于后期的管理和运行维护。
从储能电站并网运行要求的角度来说,首先是要确认电站的装机容量,包括额定功率、额定能量、能量效率等。这些关键的应用指标怎么确定?怎么标定?这是比较复杂的事情,不是宣称多少就是多少,这要以公允条件下最终实际能够出来的数为准。在并网性能方面,现在有跟网型、构网型不同类型,在出现电气故障条件下,对应储能电池这部分,能不能满足这些复杂工况的应用要求。比如说像构网型应用,在过载工况下,在故障条件下,对应直流侧的电池系统能不能在电网故障工况或者极限工况下正常工作,这除了跟储能电池的实际性能相关,还与储能电池本身的参数定义密切相关。在环境适应性方面,主要说的是储能设备在自然环境下,风吹日晒、雨雪冰霜、包括风沙、高海拔、高湿热等等,能不能发挥正常的功能和性能。在这方面还有很多欠缺,还缺乏足够的验证。在耐久性方面,对于储能系统的日历寿命、循环寿命的预测和验证也是当前的难题,这个大家都理解。在安全性方面,包括电气、机械、环境、热等的全面安全。最后就是对储能系统状态的确定,这与储能电站的调度运行是直接相关的,只有精准地确定它的状态以后,才能够成为高置信度的被调用对象,这个状态涉及到很多方面,包括历史的状态,静态的状态,运行过程中动态变化的状态。
所有这些方面到现在为止,都存在很多问题或者难题要研究和解决,只有把这些都解决了,储能才会真正发挥应有的作用和价值。
从应用需求层层分解下来,就涉及到我们如何定义储能电池产品,去年12月28日发布了储能电池新国标,今年7月1日正式实施,是非常关键核心的标准。
新国标明确了它的适用范围,可以用于电力储能用锂离子电池的设计、制造、试验、检测、运行维护和检修,从这句话可以看出来,这个标准是我们以应用需求导向定义储能电池产品的重要依据,可以指导产品的设计、制造,也就是说我们要按照从应用需求角度的标准要求去正向设计制造产品,只有这样才能真正满足电力应用的实际需求。
在编码方面,新国标在上一版基础上进行了补充和完善,这里大家可以看到,包括电池的材料体系、电解质的类型等等,我们通过编码的方式把产品信息都公开透明化。比如电解质类型包括液态、固态、固液混合都可以在里面标注,如果是锂电池的固态体系也适用这个标准。
在工作参数要求方面,这是基础和核心,在标准里用了大量的篇幅去规定了电池工作参数,应包含哪些具体参数,应该怎么设定,各个层级之间是什么样的逻辑关系,这是非常细致的工作,对产品的设计定义以及使用过程都是非常关键的。
具体到储能电池产品它的规格参数怎么设定,我们在新版国标里做了详细规定,相对于上一版来说,有更细化的具体参数要求,包括功率、能量、循环次数等,主要强化了对于各个电池层级工作参数限值的要求,像温度、电压包括电压差值、温度差值等等,在什么时候要告警,什么时候做限制性动作,什么时候必须切断保护,分一二三级参数进行控制。
在尺寸和质量方面也提了更高的要求,这个大家容易忽略,尺寸质量的偏差针对上一版有更高的要求,这实际上也体现了储能电池作为规模化生产的标准工业产品,制造能力或者制造水平也能反映在尺寸和质量的偏差控制里面。
在功率能量的定义方面,新国标的修订原则遵从DL/T2528-2022《电力储能基本术语》标准的规定,在术语标准里对电池充放电功率、时间和能量,都有明确的规定。一旦定义或者设定了储能电池的额定功率、额定能量,意味着全寿命周期内都要满足,并且能持续运行。如果不能满足全生命周期的要求就不叫额定功率也不叫额定容量,这是相对上一版标准比较大的变化。
新国标新增了功率特性检验项目,专门针对储能电池设置了不同功率条件下的能量标定,同一款电池、同一个型号产品,根据市场需求或者客户不同需求,可以明确小于额定功率条件下产品对应的能量是多少,通过一系列的标定给出系列值,如果说需要降功率承诺产品性能,从标准角度提供了标定的依据。
在能量效率方面,新国标的要求有提升,从单体到模块到簇是递增的,如果没有参与这个标准编制大家会有疑问,这实际上是站在应用需求角度设定的指标要求,而不是站在某一个具体产品角度去看待这个问题,从应用的角度和需求角度当然希望能达到百分之百的理想效率,但是实际上达不到,需求和技术的现实要有平衡。所以我们从整站的角度,比如说希望整站效率达到90%,或者88%,我们去倒推电池系统、电池簇等各个层级的效率至少要达到多少,比如电池簇设定到95%,这样再往下递减。为什么模块和单体
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