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1.4 储能对锂离子电池的技术需求

目前我国储能发展总体处于起步阶段,以锂离子电池为主要载体的电化学储能发展迅速,但其应用仍以示范工程为主,为实现大规模商业化运行,储能对锂离子电池相关技术提出了更高的要求,主要表现在以下几个方面:

(1)关键技术经济指标

锂离子电池的寿命、成本、能量密度等核心技术指标需适应储能应用的需求。在寿命方面,以储能用于可再生能源消纳为例,由于风能和太阳能发电项目一般要运行20年,配套的储能系统至少需要高可靠性运行10年以上,否则无法实现整个系统的可靠性和经济性,这意味着锂离子电池储能系统的寿命应达到10000~12000次以上。在成本方面,目前锂离子电池储能系统工程建设成本为1~2元/Wh,储能系统本体占70%~80%,为满足大规模应用需求,未来其成本需降至0.5~0.7元/Wh。在能量密度方面,当前模块化系统规模主要为1~10MWh,通过集成后也只能达到100MWh量级,难以实现电力系统大容量、长时间调峰的应用需求,因此需要进一步提高锂离子电池的能量密度和集成效率。

(2)储能系统安全性

储能未来在电力系统中扮演重要的能量调节节点作用,其安全性不仅关系系统本身,还对局部电网安全稳定起着至关重要的作用。当前,各类储能技术都存在一定的安全隐患,为保证系统安全稳定运行,需降低储能单元自身安全风险、增强整体安全设计、开发在线预警和防护隔离技术、完善有效的防火灭火措施。此外,锂离子电池内含有机电解液,其可燃的特性造成了本征性的安全隐患,因此除预警与被动防护外,储能还要求提高锂离子电池的本征安全特性,在极端或滥用条件下能有效阻断热失控,避免系统发生起火爆炸。

(3)运行控制技术

储能电站监控与能量管理技术、储能电站提高新能源并网友好性的运行控制技术已经在数十兆瓦级锂离子电池储能电站中实现了应用。未来随着储能系统规模增大以及应用场景的增多,应从以下几个方面优化运行控制技术,以满足大规模储能系统的运行需求:①发展多元化储能系统运行目标,适应未来储能系统在电力系统多场景多目标下的应用需求;②提高储能电站响应速度与控制精度,满足特定场景下的应用需求;③提升储能系统的运行控制技术水平,充分保障100MW~10GW级储能系统的安全、高效、稳定运行,支撑其在电力系统发输配用各环节的全面应用。

(4)运行维护技术

储能电站运行维护工作主要包括储能电站运行状态的监视和巡检,设备调试和生产运行记录,数据统计分析和存储上报;站内建筑、辅助设施的维护和管理;制定对策预防安全事故等。储能设备维护工作目前主要包括储能变流器、储能系统、能量管理系统的清扫、接线检查等,可分为日常维护、定期维护及特殊维护。锂离子电池储能系统应逐步建成运行数据库,明确运维工作标准与规范并严格遵循,工程投运后进行现场运行维护、数据收集与挖掘、评估等。

(5)技术标准体系

储能行业规范及标准体系建设正在有序推进,我国已经成立全国电力储能标准化技术委员会,积极参与国际标准制定的同时,全面推进国家和行业标准的制定。目前我国已发布的储能标准主要包括储能设备、并网与检测、设计与运行等方面,未来应加快完善和修订锂离子电池储能在电网中的应用控制、储能电站调度运行、安全防护、启动调试、检修等方面的标准。 ftivo3y2UFL6Au/8vmgleYT/lfysCRvFb8WsQNkFp2o45mzQ9HaZZQKS2JommvRI

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