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一、储能电池综述
1、电化学储能综述
（1）相比较其它储能方式，电化学储能电站（系统）主要优势包括：
设计灵活、配置方便：模块化设计，通过并联可实现20MW以上级别系统规模，不 受地理条件限制
响应速度快：毫秒级时间尺度内实现额定功率范围内的有功无功的输入和输出
精确控制：能够在可调范围内的任何功率点保持稳定输出
双向调节能力：充电为用电负荷，放电为发电电源，额定功率双倍的调节能力
（2）储能电站面向电网侧及新能源消纳实际运行需求，在以下方面开展应用示范：
移峰填谷；新能源储能互补；调频服务+“虚拟同步机”；断面功率控制；动态无功支撑；大电网紧急控制；微网/冷热综合能源；黑启动/热备用。
2、储能容量选择
储能容量选择，需综合考虑系统潮流、调峰、调频、调压及紧急控制等各方 面需求；目前，储能容量选择主要受限于建设运营成本约束。
（1）调峰、调频、紧急控制：主要是面向解决全网性问题，客观上储能配置越大越有效。调峰需求能量型储能，一般不小于2h，调频和紧急控制需求功率型储能，持续时间一般小于0.5h即可。
（2）调压：主要考虑电网的动态无功需求，功率型储能，容量越大，动态无功支撑能力越强。
二、电池本体产品需求
1、电池选型：选型原则
（1）满足电网调频的持续高倍率充放电；
（2）满足电网调频，调峰需求的充放电循环次数；
（3）满足电网调频需求的满充放转换的快速响应；
（4）满足电网要求的稳定运行以及安全性；
（5）满足收益要求的成本及系统效率；
（6）满足电池易维护，电站无人值守的设计要求；
（7）满足电池高效使用的SOC运行范围；
（8）满足环境要求的宽工作范围。
2、电池参数对比
3、电池选型：成组方案对比
4、选型建议
综合比较各电池技术参数：
（1）铅炭电池成本较低，但倍率特性低、循环寿命短、响应速度慢及存在环保问题；
（2）全钒液流电池具有较高的倍率特性、循环次数高，但其功率及能量密度低、占地 面积大，且高成本；
（3）锂离子电池具有较高的能量和功率密度，较高的倍率特性、宽SOC运行范围、循 环次数高等优势，其中三元锂离子电池具有更高的能量及功率密度，但存在安全性 及成本问题。
（4）根据总体需求，兼顾电网调频和调峰等其他应用场景。
5、锂离子电池的风险
国内外近期发生多起锂离子电池储能电站火灾 事故。
7月2日，韩国灵岩一风力发电园区内ESS储能 设备发生重大火灾事故，造成706㎡规模电池 建筑和3500块以上锂电池全部烧毁。
镇江扬中某用户侧储能项目，8月初项目中的 磷酸铁锂电池集装箱起火并烧毁。
事故一旦发生就会造成严重后果，对锂离子电池热事故特征参数识别、热失控早期预警、 安全联动和消防防护显得尤为重要。
6、锌溴液流电池的探索
合适的电化学储能体系特征：价格合适；安全可控；易于部署；资源丰富。
（1）安全性高、不存在燃烧爆炸风险的化学体系
（2）单液流体系管路简单
（3）电解液为水体系，利于 散热，不会燃烧
（4）体系封闭、环境压力小 5 原料易得、价格适中
三、电池管理系统需求
1、储能电站BMS系统概述
大型储能系统电站可应用于发电侧或电网侧的调频调峰或削峰填谷，其中储能电站BMS实现对电池运行状 态量（电压、电流、温度、绝缘等）的监测，进而实现对电池状态剩余电量（SOC）、电池健康状态（ SOH）的分析和评估，对电池组（堆）实现均衡管理、控制、故障告警、保护及通讯管理的系统装置，其 目的是实现电池组的安全、稳定、可靠、高效、经济的使用。
储能系统BMS采用三层典型架构：
从控模块（电池数据采集单元） 第一层主要采集单体电池电压、温度等信息，对 电池状态进行计算，作均衡、热管理执行控制。
主控模块（电池簇控制模块） 第二层主要负责电池组端电压采集、电流采集、 绝缘检测、电池状态计算、继电器控制、均衡策 略、数据通信等。
总控模块（电池堆控制模块） 第三层主要进行数据显示、查询、参数设置、数 据计算、通讯、数据保存等。
2、功能需求
（1）电池模型：电池模型采用增强型自校正(ESC)锂离子电池等效电路模型，考虑 温度、滞回电压、欧姆电阻、RC阶数等影响因素，并能够为SOC 估计算法提供模型基础。
（2）电池SOC估算：电池储能设备荷电状态（SOC）采用高精度的安时积分+开路电压 校正方法，采用神经网络法对磷酸铁锂电池SOC进行估算，将估算 误差控制在5%范围内，具有较高的估算精度。
（3）电池均衡控制：基于电池单体电压、单体SOC、单体SOH以及历史数据等综合均 衡判据，采用被动均衡+主动均衡控制策略，大幅改善成组电池 的一致性、可用容量、电池寿命。
（4）集成高速通信规约：支持双网冗余连接模式，通信协议采用IEC-104、IEC-61850 系列等标准规约，提升信息传输速率。
（5）电池安全保护
采用ASIL-B级保护策略，具备先进的自我故障诊断和容错技术，对模块自身软硬件具备自我检测功能， 硬件保护措施不会因为BMS故障造成储能系统安全问题；
具备完善的软硬件保护设计，采用分级预警、告警以及保护动作等分级保护系统，电压、温度等具备变 化率保护、多级阈值保护等。
具备完善的SOE以及故障录波功能，丰富的本地与远程的数据记录功能，满足现场运行状态的监控以及事后分析的要求，做到历史事件可追溯、故障问题可分析，做到历史事件可追溯、故障问题可分析，有效解 决储能系统发生故障时责任不清问题；
具备多层级消防联动保护系统设计，具备pack级的消防，采用多传感器融合技术（特征气体、烟雾、温 度），结合非标锂电池热失控判断算法，实时监控电池热失控阶段，实现锂电池热失控早期分级预警，并在 锂电池发生火情第一时间进行灭火最小单元干预控制。
（6）防护措施
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