随着可再生能源的发展，电化学储能电站的安全、可靠、高效和稳定运行成为电网调峰调频的关键。然而，目前国内外电化学储能应用现状凸显了质量与安全的迫切问题。锂离子电池具有不同于一般电力设备的特殊性，且储能电池与动力电池在应用需求、测试方法、关键性能、安全要求、标准适用等方面存在巨大差异。本书从电化学储能应用需求出发，结合电化学储能需求与锂离子电池特性和技术现状，从标准化和规范化角度分析电力储能用锂离子电池性能测试评价思路和方法，论述电力储能用电池管理系统、储能变流器、移动式电化学储能系统及电化学储能电站等的测试评价方法，期望通过构建一条从核心部件到系统的全环节质量与安全技术监督检验体系，为提升储能设备投运前标准化建设水平、降低全生命周期运行风险提供系统性技术支撑。
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1999.9-2003.7 北京理工大学化工与环境学院 环境工程 本科
2003.9-2007.3 北京理工大学化工与环境学院 环境工程 博士2007.4-至今 中国电力科学研究院有限公司储能与电工所 实验室主任、副所长新能源材料及锂离子电池技术
目录
前言
第1章 锂离子电池储能测评概述 1
1.1 背景 1
1.2 锂离子电池储能系统常用基本术语 3
1.3 锂离子电池储能测评基本要求 4
第2章 电力储能用锂离子电池测试与评价 6
2.1 锂离子电池安全事故分析 6
2.1.1 全球视角下的安全事故统计分析 7
2.1.2 国内外储能电站安全事故概述 7
2.1.3 国内外新能源汽车安全事故概述 10
2.1.4 锂离子电池安全事故发生机理 12
2.1.5 小结 24
2.2 锂离子电池电化学性能测试 25
2.2.1 充放电性能测试 25
2.2.2 容量性能测试 26
2.2.3 倍率性能测试 26
2.2.4 高低温性能测试 27
2.2.5 能量和比能量测试 28
2.2.6 功率和比功率测试 29
2.2.7 储存性能及自放电测试 29
2.2.8 循环寿命测试 30
2.2.9 内阻测试 31
2.3 锂离子电池安全性能测试 32
2.3.1 电气安全性能测试 33
2.3.2 机械安全性能测试 35
2.3.3 环境安全性能测试 38
2.3.4 热安全性能测试 41
2.3.5 小结 45
2.4 国内外锂离子电池测试标准分析 45
2.4.1 国内锂离子电池测试标准分析 46
2.4.2 国外锂离子电池检测评价标准分析 72
2.5 国内外电化学储能标准化现状分析 78
2.5.1 储能技术应用趋势 78
2.5.2 国内外电化学储能标准现状 80
2.5.3 小结 86
2.6 储能锂离子电池安全性测评分析 87
2.6.1 锂离子电池应用场景特点分析 87
2.6.2 储能电池安全影响因素分析 90
2.6.3 储能电池安全性测试方法 90
2.6.4 储能电池安全性评价体系构建 92
2.6.5 小结 95
2.7 电池储能工况应用安全风险评估 96
2.7.1 电池储能在电力系统中的应用 96
2.7.2 锂离子电池储能应用安全风险评估 98
2.7.3 电池管理系统和储能变流器安全风险评估 101
2.7.4 铅酸电池储能安全风险评估 109
2.7.5 液流电池储能安全风险评估 111
2.8 电池储能综合评估平台 114
2.8.1 综合评估平台硬件 114
2.8.2 综合评估平台软件 117
2.8.3 小结 124
参考文献 124
第3章 电力储能用电池管理系统测试与评价 128
3.1 引言 128
3.2 标准概述 129
3.3 试验方法及要求分析 130
3.3.1 数据采集 130
3.3.2 通信 138
3.3.3 报警和保护 138
3.3.4 控制 140
3.3.5 能量状态估算 141
3.3.6 均衡 142
3.3.7 绝缘电阻检测 143
3.3.8 绝缘耐压 144
3.3.9 环境适应性 146
3.3.10 电气适应性 147
3.3.11 电磁兼容 150
3.3.12 系统可用性 151
3.4 标准实施对BMS设计和运行效果的影响 151
3.4.1 规范化设计 151
3.4.2 提高性能和效率 152
3.4.3 促进行业创新 152
3.5 小结 153
第4章 储能变流器测试与评价 154
4.1 引言 154
4.2 标准概述 155
4.3 检测方法及要求分析 155
4.3.1 基本功能检测 155
4.3.2 电气性能检测 164
4.3.3 安全性能检测 189
4.3.4 电磁兼容检测 198
4.3.5 辅助系统检测 200
4.4 标准实施对储能变流器行业的影响与意义 201
4.4.1 技术进步和产品升级 201
4.4.2 市场规范化 201
4.4.3 产品质量和安全性提升 202
4.5 小结 203
第5章 移动式电化学储能系统测试与评价 204
5.1 引言 204
5.2 标准概述 205
5.3 试验方法及要求分析 205
5.3.1 基本功能 205
5.3.2 电气性能 214
5.3.3 电磁兼容 227
5.3.4 安全性能 228
5.3.5 外观及机械性能 232
5.3.6 接口 234
5.3.7 环境适应性 235
5.4 标准实施对移动式电化学储能系统行业的影响与意义 237
5.4.1 技术进步和产品升级 238
5.4.2 市场规范 238
5.4.3 行业健康发展 238
5.5 小结 239
第6章 电化学储能电站运行指标及评价 241
6.1 引言 241
6.2 标准概述 241
6.3 电化学储能电站运行指标及评价分析 242
6.3.1 总则 242
6.3.2 电化学储能电站运行指标 243
6.3.3 电化学储能电站运行评价 250
6.4 标准实施对电化学储能电站运行的影响 254
6.4.1 运行管理水平的提升 254
6.4.2 运行的优化 254
6.4.3 安全性的提高 255
6.4.4 成本的降低 255
6.5 小结 256
第7章 电力系统电化学储能系统通用技术 258
7.1 引言 258
7.2 标准概述 258
7.3 系统技术要求分析 259
7.3.1 一般要求 259
7.3.2 功率控制 260
7.3.3 运行适应性 262
7.3.4 能量转换效率 263
7.3.5 故障穿越 264
7.3.6 一次调频 264
7.3.7 惯量响应 264
7.3.8 黑启动 264
7.3.9 电能质量 265
7.4 设备技术要求 265
7.4.1 一般要求 265
7.4.2 锂离子电池 266
7.4.3 液流电池 266
7.4.4 铅炭电池 266
7.4.5 水电解制氢/燃料电池 267
7.4.6 电池管理系统 267
7.4.7 储能变流器 267
7.4.8 监控系统 267
7.4.9 保护 268
7.4.10 计量 268
7.4.11 辅助系统 269
7.5 标准的实施与影响 269
7.6 小结 270
第8章 锂离子电池储能测评总结与展望 272
8.1 锂离子电池储能测评的重要性 272
8.2 锂离子电池储能测评技术小结 273
8.3 面临的主要挑战与解决方案 274
8.4 展望与建议 274
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