光 伏 储 能 电 池1.概述大容量电池储能系统在电力系统中的应用已有20 多年的历史，早期主要用 于孤立电网的调频、热备用、调压和备份等电池储能系统在新能源并网中的应 用，国外也已开展了一定的研究上世纪 90 年代末德国在 Herne 1MW 的光伏电 站和Bocholt 2MW的风电场分别配置了容量为1.2MWh的电池储能系统，提供削 峰、不中断供电和改善电能质量功能从2003年开始，日本在Hokkaido 30.6MW 风电场安装了 6MW/6MWh的全钒液流电池（VRB）储能系统，用于平抑输出功率 波动2009年英国EDF电网将600kW/200kWh锂离子电池储能系统配置在东部一 个11KV配电网STATC0M中，用于潮流和电压控制，有功和无功控制总体来说，储能电站（系统）在电网中的应用目的主要考虑“负荷调节、配 合新能源接入、弥补线损、功率补偿、提高电能质量、孤网运行、削峰填谷 ” 等几大功能应用比如：削峰填谷，改善电网运行曲线，通俗一点解释，储能电 站就像一个储电银行，可以把用电低谷期富余的电储存起来，在用电高峰的时候 再拿出来用，这样就减少了电能的浪费；此外储能电站还能减少线损，增加线路 和设备使用寿命；优化系统电源布局，改善电能质量。
而储能电站的绿色优势则 主要体现在：科学安全，建设周期短；绿色环保，促进环境友好；集约用地，减 少资源消耗等方面2. 系统架构在本方案中，储能电站（系统）主要配合光伏并网发电应用，因此，整个系统是包括光伏组件阵列、光伏控制器、电池组、电池管理系统（BMS）、逆变器以及相应的储能电站联合控制调度系统等在内的发电系统系统架构图如下：电网电能表逢即电池组RS4H58MS 一光伏组件监控主机JO■ M ■■ ■!光伏控制器• ARS48? 1并网 逆变黠储能电站（配合光伏并网发电应用）架构图1、 光伏组件阵列利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对 锂电池组充电，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电；2、 智能控制器根据日照强度及负载的变化，不断对蓄电池组的工作状态进 行切换和调节：一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载另一方面把多 余的电能送往蓄电池组存储发电量不能满足负载需要时，控制器把蓄电池的电 能送往负载，保证了整个系统工作的连续性和稳定性；4、并网逆变系统由几台逆变器组成，把蓄电池中的直流电变成标准的380V市电接入用户侧低压电网或经升压变压器送入高压电网5、锂电池组在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。
它将光伏发 电系统输出的电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时使用3.储能电池组(1) 电池选型原则作为配合光伏发电接入，实现削峰填谷、负荷补偿，提高电能质量应用的储 能电站，储能电池是非常重要的一个部件，必须满足以下要求：＞容易实现多方式组合，满足较高的工作电压和较大工作电流；＞电池容量和性能的可检测和可诊断，使控制系统可在预知电池容量和性能的 情况下实现对电站负荷的调度控制；＞高安全性、可靠性：在正常使用情况下，电池正常使用寿命不低于15年； 在极限情况下，即使发生故障也在受控范围，不应该发生爆炸、燃烧等危及 电站安全运行的故障；＞具有良好的快速响应和大倍率充放电能力，一般要求5-10倍的充放电能力；＞较高的充放电转换效率；＞易于安装和维护；＞具有较好的环境适应性，较宽的工作温度范围；＞符合环境保护的要求，在电池生产、使用、回收过程中不产生对环境的破坏 和污染；(2) 主要电池类型比较＞阀控式铅酸蓄电池阀控式铅酸蓄电池已有 100 多年的使用历史，非常成熟以其材料普遍、 价格低廉、性能稳定、安全可靠而得到非常广泛的应用，在已有的储能电站中， 铅酸电池依旧被采用但铅酸电池也有致命的缺点，主要就是循环寿命很低，在 100%放电深度(DOD)下，一般为300 ~ 600次。
其次比能量也较小，需要占用 更多的空间，充放电倍率也较低，再者，在电池制造、使用和回收过程中，铅金 属对环境的污染不可忽视＞全钒液流电池全钒液流电池是一种新型的储能电池，其功率取决于电池单体的面积、电堆 的层数和电堆的串并联数, 而储能容量取决于电解液容积，两者可独立设计，比 较灵活，适于大容量储能，几乎无自放电，循环寿命长全钒液流电池目前成本 非常昂贵，尤其是高功率应用只有推进产业化，才能大幅度降低成本，另外还 要提高全钒液流电池的转换效率和稳定性A钠硫电池钠硫电池作为新型化学电源家族中的一个新成员出现后，已在世界上许多国 家受到极大的重视和发展钠硫电池比能量高，效率高，几乎无自放电，可高功 率放电，也可深度放电，是适合功率型应用和能量型应用的电池但是钠硫储能 电池不能过充与过放，需要严格控制电池的充放电状态钠硫电池中的陶瓷隔膜 比较脆，在电池受外力冲击或者机械应力时容易损坏，从而影响电池的寿命，容 易发生安全事故还存在环境影响与废电池处置问题目前世界范围内仅有日本 NGK 产品已经成功，国内已有上海硅酸盐研究所研制成功的报道由于日方原因， 中国引进NGK钠硫电池系统一直没有成功目前应用难度较大。
＞磷酸铁锂电池对于锂电池，目前可应用于电力用途的只有磷酸铁锂电池，所以，在此我们 所涉及的锂电池仅针对于磷酸铁锂电池锂离子电池单体输出电压高，工作温度 范围宽，比能量高，效率高，自放电率低，在电动汽车和静态储能应用中的研究 也得到了开展初始投资高是影响锂离子电池在静态储能广泛应用的重要因素之 一；深度放电将直接降低电池的使用寿命，限制了锂电池在充电源随机性较大的 场合的应用；采用过充保护电路或均衡电路，可提高安全性和寿命目前磷酸铁 锂电池由于成本低、安全可靠和高倍率放电性能受到关注几种电池性能比较钠硫电池全钒液流电池磷酸铁锂电池阀控铅酸电池现有应用规模等级100kW~34MW5kW~6MWkW~MWkW~MW比较适合的应用场合大规模削峰填谷、平抑可再生能源发电波动大规模削峰填 谷、平抑可再生能源发电波动可选择功率型或能量型，适用范围广泛大规模削峰填谷、平抑可再生能源发电波动安全性不可过充电；钠、硫的渗漏，存在潜在安全隐患安全需要单体监控，安全性能已有较大突破安全性可接受，但废旧铅酸蓄电池严重污染土壤和水源能量密度100-700 Wh/kg—120—150Wh/kg30—50 Wh/kg倍率特性5-10C1.5C5—15C0.1—1C转换效率>95%>70%>95%>80%寿命>2500 次>15000 次>2000 次>300 次成本23000 元/kWh15000 元/kWh3000 元/kWh700 元/kWh资源和环保资源丰冨；存在一定的环境风险资源丰富资源丰富；环境友好资源丰富；存在一定的环境风险MW级系统占地150-200 平米/MW800—1500 平米/MW100—150 平米/MW(h)150—200 平米 MW关注点安全、一致性、成本可靠性、成熟性、成本一致性一致性、寿命从初始投资成本来看，锂离子电池有较强的竞争力，钠硫电池和全钒液流电 池未形成产业化，供应渠道受限，较昂贵。
从运营和维护成本来看，钠硫需要持 续供热，全钒液流电池需要泵进行流体控制，增加了运营成本，而锂电池几乎不 需要维护根据国内外储能电站应用现状和电池特点，建议储能电站电池选型主 要为磷酸铁锂电池4.储能电站(系统)整体发展前景全球能源紧缺，新兴能源产业的发展势在必行，但风能、太阳能等清洁能源 受环境影响较大，功率不稳定，致使传统电网无法承载，大量能量被浪费主要 原因之一就是：储能技术落后，现有储能电站无法实现功率补偿，无法满足功率 平滑的需求可以说，储能电站的发展已成为新能源开发的核心之一除光伏发电系统外，储能电站也广泛适用于如下场合：(1)、负荷波动大的工厂、企业、商务中心等；(2)、需要具备“黑启动”功能的发电站；(3) 、发电质量有波动的风能和潮汐能发电站；(4) 、需要夜间储存能量以供白天使用的核能、风能等发电设施；(5) 、因环保原因限制小型火力调峰发电站或其它高污染发电站发展的区域；(6) 、户外临时大型负荷中心采用磷酸铁锂电池这一储能技术为核心的储能电站，相比于抽水蓄能、压缩 空气储能等现有储能技术，具有明显的成本和运行寿命优势，经济效益突出，需 求巨大，应用前景广阔随着全球电力需求逐年增长，用电高峰和低谷的负荷差 距越来越大，磷酸铁锂电池储能电站(系统)作为一项新兴技术，将给电网储能 领域带来革命性的技术更新，具有巨大的社会效应和经济效应。
张北国家风光储输示范工程2011年12月25日，国家风光储输示范工程在河北省张北县正式建成投产这是我国首个 也是目前世界上规模最大的，集风力发电、太阳能光伏发电、储能和智能输电''四位一体”的新能 源综合利用工程，有望破解我国大规模发展新能源过程中面临的发电上网难题这项国家风光储输示范工程是国家''金太阳”工程重点项目，由国家电网公司自主设计建设 一期工程投资33亿元，已建成配套10万千瓦风电、4万千瓦光伏发电和2万千瓦储能电池的 联合电站比亚迪作为最大的储能电池供应商，为整个工程提供了 36MWh的储能电池张北储能电站中标单位及价格中标单位数量中标金额（万元）元 /KWh比亚迪股份有限公司6MWx6h14839.734122东莞新能源科技有限公司ATL4MWx4h8456.05285中航锂电（洛阳）有限公司3MWx3h6090.996768万向电动汽车有限公司1MWx2h1443.5767218。