鉅大LARGE | 點擊量：1246次 | 2021年10月18日
談談磷酸鐵鋰離子電池組在變電站直流系統(tǒng)的應用
根據(jù)最近磷酸鐵鋰離子電池火熱的情況，較瘦劉整理了磷酸鐵鋰離子電池組在變電站直流系統(tǒng)的應用幾篇文章，都是在2015-2016年的左右公布的，說實話，幾篇文章質(zhì)量都比較一般，一篇在職研究生的綜述類基本就是把變電站直流系統(tǒng)原來的閥控蓄電池換成磷酸鐵鋰離子電池來
1.變電站直流系統(tǒng)磷酸鐵鋰離子電池組運行相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗不足
2.變電站直流系統(tǒng)磷酸鐵鋰離子電池組價格或者說性價比目前不明確，并沒有太大優(yōu)勢
3.變電站直流系統(tǒng)磷酸鐵鋰離子電池組中目前所有的閥控鉛酸電池普遍使用5年以上，標稱是8-12年，而且已形成整體運行維護相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗，短時間更換為磷酸鐵鋰離子電池組可能性不大。
一、魏增福等人提出磷酸鐵鋰離子電池組在110kV變電站直流系統(tǒng)的應用，摘要：本項目選用了兩種不同的電池管理模式對磷酸鐵鋰離子電池組進行管理，并將組裝好的兩套電池組應用于110kV變電站直流系統(tǒng)的日常運行。運行結(jié)果表明，磷酸鐵鋰離子電池可以在變電站替代鉛酸蓄電池使用，并且可以浮充運行；運行過程中，單體電池的電壓會由于電池充電態(tài)的變化下降或上升；單體電池的內(nèi)阻呈現(xiàn)先下降再上升的變化；電池組的放電容量隨著運行時間的延長出現(xiàn)每年3%左右的衰減（浮充電壓為3.6V）；合適的電池管理模式能將電池組內(nèi)單體電池的電壓差保持在較小的范圍，有利于電池組長壽命的運行。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
結(jié)論：本項目組裝的磷酸鐵鋰離子電池組最長經(jīng)過接近3年的示范運行，證實磷酸鐵鋰離子電池可以作為備用電源在110kV變電站浮充使用，使用時要注意以下問題。（1）磷酸鐵鋰離子電池組應用在變電站時，要加裝電池管理系統(tǒng)，對單電池進行均衡，確保電池（組）在運行時的安全性。由于監(jiān)控要，管理系統(tǒng)還需將數(shù)據(jù)上傳至主控室，方便運行人員隨時監(jiān)測設備運行狀態(tài)和數(shù)據(jù)。（2）磷酸鐵鋰單體電池的浮充電壓宜設置在3.5V左右。（3）現(xiàn)場的溫度數(shù)據(jù)表明，密閉的電池組比敞開式的電池組運行時表面溫度平均高2～5℃，故在設計磷酸鐵鋰離子電池組時，宜考慮電池的散熱。（4）要監(jiān)測單體電池的內(nèi)阻，在內(nèi)阻出現(xiàn)大的變化時關(guān)注電池的安全狀態(tài)。（5）由于電池組在運行過程中的容量衰減，設計時要根據(jù)使用年限考慮容量的冗余。
二、昆明理工大學蘇德江同學提出的基于磯酸鐵裡蓄電池變電站直流電源系統(tǒng)應用研究結(jié)論是：憐酸鐵裡蓄電池因其超長壽命、使用安全、綠色環(huán)保、可大電流充放電、耐商溫、自放電率小、無記憶效應、體積小、重量輕等優(yōu)點，現(xiàn)廣泛在電動汽車等領(lǐng)域推廣應用。相對閥控式密封鉛酸蓄電池，磷酸鐵鋰蓄電池具有無可比擬的優(yōu)越性，作為新型能源將在電力系統(tǒng)變電站直流電源中得到選型應用。
通過對磷酸鐵鋰蓄電池的充電程序進行研究，對憐酸鐵裡蓄電池直流電源系統(tǒng)功能設計，對磷酸鐵鋰蓄電池直流電源系統(tǒng)執(zhí)行方法設計，創(chuàng)造性在110ｋＶ變電站原直流系統(tǒng)基礎(chǔ)上，加裝一套憐酸鐵裡蓄電池直流電源系統(tǒng)，兩套直流系統(tǒng)經(jīng)二級管并列運行?；诹姿徼F鋰離子電池的智能直流電源系統(tǒng)變電站應用實踐，設計了合理的解決方法，在110ｋＶ變電站２２０ＶＤＣ直流電源系統(tǒng)應用，在正常情況下由磯酸鐵裡蓄電池電源系統(tǒng)向饋線屏供電，原直流系統(tǒng)處于熱備用；
在憐酸鐵裡磷酸鐵鋰蓄電池直流電源系統(tǒng)故障時，由原直流系統(tǒng)對饋線屏進行供電。在整個試運行期間該電源系統(tǒng)對交流電壓、充電電壓、直流母線電壓、電流、蓄電池電壓監(jiān)測正常、準確，充電模塊、直流母線、蓄電池運行平穩(wěn)，單電池電壓均衡性良好，告警功能正常。
磷酸鐵鋰離子電池突出優(yōu)勢是其優(yōu)異的耐過充性能，由于其工作電壓低，決定其耐過充性能好。磷酸鐵鋰離子電池其長壽命、相對高的安全性、材料來源廣泛等突出特點，為業(yè)界關(guān)注。未來，磷酸鐵鋰蓄電池有望成為電力系統(tǒng)直流電源重要選型設備。
三、廣西聶小勇等人提出并聯(lián)磷酸鐵鋰離子電池在110kV變電站的應用研究結(jié)論：隨著變電站系統(tǒng)智能化和高度自動化的發(fā)展趨勢，對站用直流電源系統(tǒng)又提出更高的要求，傳統(tǒng)的直流系統(tǒng)電池串聯(lián)單只影響整組，及鉛酸電池其自身不耐高溫、不耐過充、不耐過放、以及要維護和維護工作量大等缺陷，阻礙著變電站現(xiàn)代化的進程。磷酸鐵鋰離子電池作為車用動力電源已為業(yè)界和專家認可，電動汽車的運行工況相比變電站系統(tǒng)應用條件更加嚴格和苛刻，當電池性能已滿足電動汽車的各項使用要求時，加之磷酸鐵鋰離子電池本身具有良好的浮充特性，完全可適應變電站智能化和高度自動化的使用需求。通過并聯(lián)智能電池組件將電池間接并聯(lián)使用大大提高了直流系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并已應用于具體的變電站中。因此我們有充分理由相信并聯(lián)磷酸鐵鋰離子電池在變電站系統(tǒng)的廣泛應用是完全可行的，而且是必然發(fā)展趨勢。
