第1章 引言

从大规模锂离子电池储能技术的特点来看，储能电池成组集成是实现储能装置大容量化的核心，能量转换与系统集成是实现储能系统大规模化的重要条件，而储能系统监控与能量管理是实现储能系统安全高效运行的必要保障。

电池成组集成技术对于以锂离子电池体系为核心的大容量、高功率储能系统至关重要，主要体现在以下几个方面：①一般情况下，储能系统需要的电池组能量和功率较大，必须通过电池成组集成技术把单体的电池特性有效放大，满足储能系统高能量、高功率输入/输出的要求。②储能系统的运行周期取决于电池组的使用寿命，电池组使用寿命越长，储能系统运行时间就越长。当前的主要问题是电池成组后使用寿命相对于电池单体的寿命大幅缩短。造成这种情况的原因在于电池组中各电池单体之间存在差异，以及连续充放电循环导致电池单体间的不一致性累积放大，致使电池组中个别电池单体容量加速衰减，从而使整个电池组过早失效。为了提高电池组使用寿命，这就需要在成组阶段提高电池单体的一致性，在集成之后做到动态及时均衡，通过以上方式才能有效解决成组锂离子动力电池的寿命问题，延长储能系统的运行周期。③锂离子电池在持续运行期间，有发生过充电、过放电、超温和过电流问题的风险，且锂离子电池性能受环境温度的影响较大，这就需要电池成组集成技术的支持，通过锂离子电池的电-热管理，动态优化相关运行参数，实现锂离子电池的安全运行。

储能变流器连接交流电网与储能电池，实现电能从电网到电池及电池到电网的双向流动，在电力储能系统中起着至关重要的作用。储能变流器不仅要求能量双向流动、低谐波、高功率因数及转换效率等性能，而且要能适应不同类型储能电池的充放电要求，模块化、大功率、智能化的储能变流器开发是锂离子电池储能系统规模化集成中的一个重要需求。

锂离子电池储能监控与能量管理系统实现储能系统内部众多信息量的监测，并且快速实施控制管理等功能，为电池储能电站的安全、有效、稳定运行提供有力保障。电池储能系统受测元器件多，需实现大量电池信息存储与处理，及时完成与外部调度系统的实时信息交互。因此，锂离子电池储能监控系统，应满足储能装置集群实时快速控制以及储能系统中各电池本体、储能单元的运行状态监测及保护要求，最大限度减小电池劣化，保障电池健康运行。

本书研究了电池成组集成中的电管理与热管理技术、锂离子电池储能系统的集成技术与协调控制以及能量管理技术与应用技术，对全面了解规模化锂离子电池储能系统的集成与一致性管理技术提供了有力的技术基础，相关技术已应用于国内典型的锂离子电池储能电站中。