中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊:電池儲(chǔ)能系統(tǒng)(BESS)性能不佳的最常見原因是什么?
**電芯失衡**——即當(dāng)電池系統(tǒng)中存儲(chǔ)的能量因單體電芯荷電狀態(tài)(SOC)不均而無(wú)法釋放時(shí)——長(zhǎng)期以來(lái)在電動(dòng)汽車行業(yè)被認(rèn)為是一個(gè)已解決的問(wèn)題。行業(yè)共識(shí)是通過(guò)簡(jiǎn)單、低成本的被動(dòng)均衡電路,在車輛閑置時(shí)緩慢均衡滿電狀態(tài)下的電芯電壓。聽起來(lái)無(wú)聊?或許,但非常有效。
因此,當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)電芯均衡至今仍是電網(wǎng)級(jí)BESS的主要問(wèn)題時(shí),感到十分驚訝。事實(shí)上,在我們分析的數(shù)吉瓦時(shí)·年的BESS現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)中,電芯失衡是BESS性能不佳的最常見誘因。盡管我們接觸的資產(chǎn)管理方大多已知曉存在均衡問(wèn)題,但許多人仍在為此困擾。這究竟為何發(fā)生?
答案簡(jiǎn)單到令人難以置信:**現(xiàn)代BESS在能源管理系統(tǒng)(EMS)層面既不追蹤也不報(bào)告電芯失衡狀態(tài)**。正如那句老話所說(shuō):無(wú)法測(cè)量的東西就無(wú)法管理。
失衡問(wèn)題為何持續(xù)存在
與電動(dòng)汽車經(jīng)常在滿電狀態(tài)下閑置不同,大多數(shù)BESS在正常運(yùn)行時(shí)既不會(huì)達(dá)到滿電狀態(tài)也不會(huì)深度放電。更糟糕的是,當(dāng)前BESS普遍采用的磷酸鐵鋰(LFP)電池在非極端荷電狀態(tài)下電壓極其穩(wěn)定,這使得傳統(tǒng)基于電壓的均衡機(jī)制失效。
我們?cè)凇峨姵鼐饧夹g(shù)揭秘》https://www.zitara.com/resources/demystifying-battery-balancing中詳細(xì)探討過(guò)技術(shù)細(xì)節(jié),但核心結(jié)論是:BESS運(yùn)營(yíng)商必須主動(dòng)將電池Rack、電池模組甚至整個(gè)系統(tǒng)離線才能實(shí)施均衡操作,將其調(diào)整到均衡機(jī)制可生效的荷電狀態(tài)。這給資產(chǎn)管理方帶來(lái)了痛苦的“均衡取舍”:增加均衡時(shí)間(延長(zhǎng)停機(jī))還是容忍更高失衡水平(降低可用能量)。
常見均衡策略及其影響
理想解決方案顯然是**按需均衡**——即僅對(duì)失衡的電池Rack或模組進(jìn)行均衡。
遺憾的是,當(dāng)前BESS控制系統(tǒng)幾乎不提供任何失衡程度信息。在缺乏可視性的情況下,運(yùn)營(yíng)商只能采用次優(yōu)策略:
1. 癥狀驅(qū)動(dòng)均衡:僅在觀察到異常行為后啟動(dòng)均衡
2.計(jì)劃性均衡:按固定周期對(duì)所有模組/電池Rack進(jìn)行均衡(無(wú)論實(shí)際失衡程度)
3. 輪巡均衡:按順序逐個(gè)均衡模組/電池Rack,循環(huán)整個(gè)項(xiàng)目
這些做法均導(dǎo)致過(guò)度停機(jī)、可用能量減少和市場(chǎng)機(jī)會(huì)錯(cuò)失:
- 癥狀驅(qū)動(dòng)均衡會(huì)因微小失衡未被檢測(cè)到而持續(xù)損失容量
- 計(jì)劃性和輪巡均衡過(guò)于保守,對(duì)可能已平衡的設(shè)備進(jìn)行不必要的均衡操作
Zitara的BESS均衡解決方案
Zitara通過(guò)實(shí)時(shí)可視化每個(gè)電池Rack/模組的失衡狀態(tài)直擊問(wèn)題核心。我們的本地化自主軟件套件Zitara Balance提供兩大核心功能:
1. 實(shí)時(shí)失衡報(bào)告:包括項(xiàng)目、模組、電池Rack層面對(duì)可用能量的影響評(píng)估
2. 自動(dòng)化智能均衡策略:僅針對(duì)需要均衡的單元生成優(yōu)先級(jí)信號(hào),與現(xiàn)有BESS控制系統(tǒng)無(wú)縫集成
成效顯著:
- 均衡相關(guān)停機(jī)時(shí)間減少50-75%
- 可調(diào)度總能量提升10-15%
- 僅在必要時(shí)、必要位置實(shí)施精準(zhǔn)均衡