本書首先介紹了儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，以及客戶側(cè)分布式儲(chǔ)能的應(yīng)用模式和特性；其次從電池本體、電池管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能變流器及系統(tǒng)接口需求介紹客戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵配置；接著從儲(chǔ)能應(yīng)用性能、儲(chǔ)能電站并網(wǎng)技術(shù)規(guī)定等方面介紹客戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)；隨后從儲(chǔ)能與配電網(wǎng)互動(dòng)特性、協(xié)同控制架構(gòu)和源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)等方面介紹客戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)互動(dòng)模式；最后從客戶側(cè)儲(chǔ)能電站建設(shè)成本、收益及全壽命周期效益等方面開展客戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析。
本書可供從事客戶側(cè)分布式儲(chǔ)能、新能源發(fā)電和智能電網(wǎng)等領(lǐng)域相關(guān)人員參考使用，也可供高等院校相關(guān)專業(yè)的師生借鑒使用。
全書首先介紹了儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，客戶側(cè)儲(chǔ)能的應(yīng)用模式和特性；接著從電池本體、電池管理系統(tǒng)、功率變換器及系統(tǒng)接口需求介紹客戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵配置；隨后從儲(chǔ)能應(yīng)用性能、儲(chǔ)能電站并網(wǎng)技術(shù)規(guī)定等方面介紹客戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)；從儲(chǔ)能與配網(wǎng)互動(dòng)特性、協(xié)同控制架構(gòu)、源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)等方面介紹客戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)互動(dòng)模式；最后從客戶側(cè)儲(chǔ)能電站建設(shè)成本、收益及全壽命周期效益等方面開展儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析。
通過對(duì)客戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)關(guān)鍵配置、互動(dòng)架構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性分析等方面，嘗試開展客戶側(cè)儲(chǔ)能相關(guān)技術(shù)介紹。
前 言
隨著儲(chǔ)能技術(shù)的進(jìn)步、度電成本的降低以及需求側(cè)響應(yīng)的演化發(fā)展，客戶側(cè)分布式儲(chǔ)能是加強(qiáng)現(xiàn)代配電網(wǎng)清潔能源消納能力、優(yōu)化需求側(cè)電能質(zhì)量、提高電力系統(tǒng)設(shè)備使用效率和突破傳統(tǒng)配電網(wǎng)規(guī)劃運(yùn)營方式的重要途徑，因此，客戶側(cè)分布式儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用是未來電網(wǎng)發(fā)展的必然趨勢(shì)。2015年3月，中共中央國務(wù)院印發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》明確提到鼓勵(lì)儲(chǔ)能技術(shù)、信息技術(shù)的應(yīng)用來提高能源使用效率；2016年3月《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要》中八大重點(diǎn)工程提及儲(chǔ)能電站、能源儲(chǔ)備設(shè)施，重點(diǎn)提出要加快推進(jìn)大規(guī)模儲(chǔ)能等技術(shù)研發(fā)應(yīng)用；2017年9月22日，國家發(fā)展改革委等發(fā)布的《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出大力發(fā)展“互聯(lián)網(wǎng)+”智慧能源，促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展，支撐和推動(dòng)能源革命，為實(shí)現(xiàn)我國從能源大國向能源強(qiáng)國轉(zhuǎn)變和經(jīng)濟(jì)提質(zhì)增效提供技術(shù)支撐和產(chǎn)業(yè)保障。在國家“雙碳”戰(zhàn)略背景下，大量分布式能源接入電網(wǎng)，發(fā)展分布式儲(chǔ)能技術(shù)，構(gòu)建源網(wǎng)荷儲(chǔ)柔性互動(dòng)體系，是促進(jìn)新能源消納，提升綜合能效的必由之路。
2016年6月，國家能源局下發(fā)通知，鼓勵(lì)各企業(yè)投資建設(shè)電儲(chǔ)能設(shè)施，鼓勵(lì)電儲(chǔ)能設(shè)施與新能源、電網(wǎng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行，鼓勵(lì)分布式電儲(chǔ)能設(shè)施在客戶側(cè)的建設(shè)�！安季謴V、數(shù)量多、容量小”已成為儲(chǔ)能的重要發(fā)展趨勢(shì)之一，且逐漸凸顯規(guī)模效應(yīng)�？蛻魝�(cè)儲(chǔ)能產(chǎn)品既可以協(xié)助電網(wǎng)解決削峰填谷和需求側(cè)響應(yīng)等多個(gè)難題，又能滿足客戶側(cè)能量管理、電能質(zhì)量?jī)?yōu)化和應(yīng)急供電等各項(xiàng)需求，有著廣闊的市場(chǎng)前景。但以居民、商業(yè)和小企業(yè)等用戶所在地部署的小型分布式儲(chǔ)能數(shù)量大，地域分布廣，且分散性較強(qiáng)；電動(dòng)汽車在接入電網(wǎng)的時(shí)間和空間上具有一定的隨機(jī)性和移動(dòng)性，這些都對(duì)未來智能用電的發(fā)展提出了新的需求和挑戰(zhàn)。
本書首先介紹了國內(nèi)外客戶側(cè)儲(chǔ)能的發(fā)展建設(shè)現(xiàn)狀，總結(jié)了針對(duì)客戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用的研究現(xiàn)狀并對(duì)客戶側(cè)分布式儲(chǔ)能的應(yīng)用模式及特性進(jìn)行介紹；其次介紹了客戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵配置，包括電池本體、電池管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能變流器及系統(tǒng)接口需求；接著介紹客戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)，主要介紹了儲(chǔ)能長(zhǎng)、短期應(yīng)用性能、儲(chǔ)能電站并網(wǎng)技術(shù)規(guī)定及儲(chǔ)能電站并網(wǎng)檢測(cè)技術(shù)；隨后介紹客戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)的互動(dòng)模式，包括客戶側(cè)分布式儲(chǔ)能在配電網(wǎng)中的優(yōu)化配置、源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)控制及已經(jīng)開展的示范應(yīng)用和效益評(píng)估；最后介紹了客戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析，以江蘇電網(wǎng)為例對(duì)不同運(yùn)營模式下客戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析并給出建議。
本書編寫過程中，得到了國網(wǎng)江蘇省電力有限公司、中國電力科學(xué)研究院有限公司、東南大學(xué)、河海大學(xué)及南京工程學(xué)院的支持和幫助；本書初稿得到了中國電力科學(xué)研究院有限公司許曉慧、河海大學(xué)史林軍和南京工程學(xué)院葛樂等專家的審閱，專家們提出了很多寶貴的修改意見，在此表示衷心的感謝。
由于編寫時(shí)間倉促，編者水平有限，書中難免有疏漏和不足之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
編著者
2022年4月
目 錄
前言
第1章 概述 1
1.1 國內(nèi)外儲(chǔ)能技術(shù)現(xiàn)狀 1
1.1.1 國外技術(shù)現(xiàn)狀 1
1.1.2 國內(nèi)技術(shù)現(xiàn)狀 4
1.2 客戶側(cè)分布式儲(chǔ)能應(yīng)用模式及特性 6
1.2.1 發(fā)展背景 6
1.2.2 儲(chǔ)能應(yīng)用現(xiàn)狀及動(dòng)向 8
1.2.3 儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)情況及發(fā)展趨勢(shì) 8
1.2.4 市場(chǎng)環(huán)境 9
1.2.5 應(yīng)用分析 10
1.3 典型示范工程介紹及效益測(cè)算 13
第2章 客戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)關(guān)鍵配置 16
2.1 概述 16
2.2 電池本體 17
2.2.1 鉛酸電池 17
2.2.2 鋰離子電池 17
2.2.3 鈉硫電池 18
2.2.4 液流電池 18
2.2.5 氫儲(chǔ)能 19
2.3 電池管理系統(tǒng)（BMS） 19
2.3.1 電池管理的作用 20
2.3.2 BMS硬件 20
2.3.3 電池平衡 21
2.3.4 狀態(tài)估計(jì)算法 22
2.3.5 電池參考模型 23
2.3.6 狀態(tài)估計(jì)器 24
2.3.7 電流/功率極限的計(jì)算 26
2.3.8 充電策略 27
2.3.9 熱管理 28
2.3.10 運(yùn)行模式 29
2.4 儲(chǔ)能變流器（PCS） 30
2.4.1 變流器系統(tǒng)構(gòu)成 30
2.4.2 系統(tǒng)主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 31
2.4.3 變流器有源整流控制策略 34
2.4.4 PCS硬件要求 35
2.5 系統(tǒng)接口需求 36
2.5.1 總則 38
2.5.2 通信協(xié)議結(jié)構(gòu) 38
2.5.3 應(yīng)用層報(bào)文幀格式 38
2.5.4 通信報(bào)文規(guī)范 40
2.5.5 通信安全方案 41
第3章 客戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù) 42
3.1 儲(chǔ)能長(zhǎng)期應(yīng)用性能 42
3.1.1 可充放電量 42
3.1.2 最大功率充放電時(shí)間 42
3.1.3 循環(huán)效率 42
3.1.4 使用壽命 43
3.2 儲(chǔ)能短期應(yīng)用性能 44
3.2.1 響應(yīng)速度 44
3.2.2 功率爬坡速度 44
3.2.3 最大功率支撐能力 45
3.3 儲(chǔ)能電站并網(wǎng)技術(shù)規(guī)定 45
3.3.1 一般性技術(shù)規(guī)定 45
3.3.2 接口裝置 46
3.3.3 接地安全 47
3.3.4 電能質(zhì)量 47
3.3.5 功率控制和電壓調(diào)節(jié) 49
3.3.6 繼電保護(hù)與安全自動(dòng)裝置 52
3.3.7 自動(dòng)化與通信 52
3.3.8 電能計(jì)量 53
3.4 儲(chǔ)能電站并網(wǎng)檢測(cè)技術(shù) 54
3.4.1 測(cè)試儀器儀表 54
3.4.2 測(cè)試條件 55
3.4.3 測(cè)試項(xiàng)目及方法 56
3.4.4 相關(guān)計(jì)算公式 66
第4章 客戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)互動(dòng)模式 69
4.1 客戶側(cè)分布式儲(chǔ)能優(yōu)化配置與配電網(wǎng)互動(dòng)特性 69
4.1.1 客戶側(cè)分布式儲(chǔ)能裝置城市配電網(wǎng)互動(dòng)特性 69
4.1.2 分布式儲(chǔ)能優(yōu)化配置模型 76
4.1.3 面向柔性源網(wǎng)荷協(xié)調(diào)運(yùn)行的分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置 86
4.2 廣域布局分布式儲(chǔ)能配電網(wǎng)源網(wǎng)荷協(xié)同控制架構(gòu)與裝置 94
4.2.1 技術(shù)概述 94
4.2.2 實(shí)施方案 95
4.2.3 方案簡(jiǎn)介 97
4.2.4 系統(tǒng)方案 97
4.2.5 即插即用裝置硬件設(shè)計(jì) 98
4.2.6 軟件功能 100
4.2.7 系統(tǒng)安全防護(hù)部署 103
4.3 客戶側(cè)分布式儲(chǔ)能柔性協(xié)調(diào)控制集成示范及應(yīng)用效益 111
4.3.1 客戶側(cè)分布式儲(chǔ)能柔性協(xié)調(diào)控制系統(tǒng) 111
4.3.2 面向需求響應(yīng)的分布式儲(chǔ)能柔性協(xié)調(diào)控制與運(yùn)行應(yīng)用示范 122
4.3.3 客戶側(cè)分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用效益評(píng)估 127
4.4 客戶側(cè)分布式儲(chǔ)能參與電網(wǎng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng) 146
4.4.1 網(wǎng)荷互動(dòng)終端 146
4.4.2 儲(chǔ)能系統(tǒng) 150
4.4.3 江蘇大規(guī)模源網(wǎng)荷儲(chǔ)友好互動(dòng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 152
4.4.4 江蘇大規(guī)模源網(wǎng)荷儲(chǔ)友好互動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)實(shí)踐 155
第5章 客戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性分析 163
5.1 儲(chǔ)能建設(shè)運(yùn)營概況 163
5.2 儲(chǔ)能電站成本分析 164
5.2.1 儲(chǔ)能建設(shè)成本分析 164
5.2.2 儲(chǔ)能度電成本分析 165
5.3 客戶側(cè)儲(chǔ)能收益分析 165
5.3.1 儲(chǔ)能系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行收益分析 165
5.3.2 電動(dòng)汽車+雙向充電樁組合收益分析 166
5.3.3 考慮階梯電價(jià)的客戶側(cè)儲(chǔ)能安裝限制 167
5.4 儲(chǔ)能電站全壽命周期效益分析 168
5.4.1 基于度電成本分析 168
5.4.2 基于電動(dòng)汽車雙向充放電產(chǎn)生的上網(wǎng)電價(jià)的探索 168
5.5 成本預(yù)測(cè) 169
5.6 運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性總結(jié) 170
5.6.1 現(xiàn)狀總結(jié) 170
5.6.2 推廣建議 170
5.6.3 其他 171
第6章 客戶側(cè)儲(chǔ)能新型運(yùn)營服務(wù)模式 172
6.1 “互聯(lián)網(wǎng)+”和共享經(jīng)濟(jì) 172
6.1.1 “互聯(lián)網(wǎng)+” 172
6.1.2 共享經(jīng)濟(jì) 176
6.2 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的客戶側(cè)分布式儲(chǔ)能運(yùn)營服務(wù)模式創(chuàng)新 178
6.2.1 客戶側(cè)分布式儲(chǔ)能運(yùn)營服務(wù)模式現(xiàn)狀 178
6.2.2 客戶側(cè)分布式儲(chǔ)能的分類方法 179
6.2.3 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的新型運(yùn)營服務(wù)模式 181
6.2.4 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的P2P共享模式運(yùn)營方案 188
6.2.5 新型租賃模式運(yùn)營方案 194
6.2.6 租賃和P2P共享模式的比較分析 199
6.2.7 新型運(yùn)營服務(wù)模式的增值服務(wù) 201
6.2.8 新型運(yùn)營服務(wù)模式的關(guān)鍵技術(shù) 202
6.2.9 新型運(yùn)營模式收益分析 202
6.3 小結(jié) 207
附錄 208
附錄A 江蘇電網(wǎng)客戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)典型案例 208
附錄B 國網(wǎng)江蘇省電力公司客戶側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)管理規(guī)定（試行） 215
附錄C 儲(chǔ)能用戶能源管理系統(tǒng)EMS與互動(dòng)終端Modbus_EngReq通信協(xié)議 230
附錄D 儲(chǔ)能用戶能源管理系統(tǒng)EMS與互動(dòng)終端Modbus_GridLoad通信協(xié)議 238
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