助推綜合能源產融協同發展，完善綜合能源產業鏈合作、實現綜合能源產業騰飛，推動綜合能源產業創新發展。國網電子商務有限公司（國網雄安金融科技集團）、國網江蘇省電力有限公司聯合北極星電力網于2019年4月18日在無錫召開中國綜合能源服務產業創新發展大會。浙江圖蘭特儲能科技有限公司技術副總盧玉軍作題為《圖蘭特水平雙極性電池應用于調頻儲能領域的技術優勢》的演講。儲能調頻對電池的要求，在與火電機組聯合響應AGC輔助服務中，在安全性、可靠性、循環壽命，以及外形尺寸方面對儲能設備本身提出了極高的要求，首先安全性，在儲能系統當中，儲能規模都很大，所以安全性是所有儲能系統的前提條件。北極星電力網、電力頭條APP對大會進行全程直播。如需北極星電力網直播會議，請聯系微信號：13146670735。

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“以下為會議實錄：”

圖蘭特水平雙極性電池應用于調頻儲能領域的技術優勢

盧玉軍 浙江圖蘭特儲能科技有限公司技術副總

各位領導、各位專家、各位同仁大家下午好，我來自于浙江圖蘭特儲能科技有限公司，我叫盧玉軍。我給大家分享的題目是《圖蘭特水平雙極性電池應用于調頻儲能領域的技術優勢》。

我的匯報分以下幾方面：

1.儲能調頻典型應用

2.儲能調頻對電池的要求

3.原水平電池的特性和應用介紹

4.圖蘭特電池技術革新和突破

5.圖蘭特電池應用前景展望

我們為什么要講圖蘭特電池在儲能調頻領域的應用呢？因為這個在所有的儲能應用當中，調頻儲能應用是對電池要求最高的一種應用，因為一般的儲能應用只要求電池是單向輸出，而在調頻應用當中，要求這個電池是要有雙向輸出，這對電池的功率特性有非常高的要求，而我們電池由于其獨特的結構，它的內組織非常小，我們這個內組相當于對儲能對電池的要求。

因為儲能相當于是一個容器，本身不產生能量，而這個電池內組，相當于容器的杯口，在儲能調頻應用當中，儲能要求雙向輸出，就要求杯口足夠大，我不光是往里倒也能倒進去，往外倒也能倒出來，而我們電池恰恰有這方面的優勢。我們給大家分享也塊，推薦這款電池。

現在儲能系統已經廣泛應用從發電側、輸配電到輔助服務，到用戶側所有環節，這個剛才專家都介紹了，我就不詳細介紹了。

儲能調頻對電池的要求，在與火電機組聯合響應AGC輔助服務中，在安全性、可靠性、循環壽命，以及外形尺寸方面對儲能設備本身提出了極高的要求，首先安全性，在儲能系統當中，儲能規模都很大，所以安全性是所有儲能系統的前提條件。

穩定性是儲能系統經濟性的一個前提，因為這個只有有效保證系統的投運時間，才能保證系統的經濟效益。儲能系統循環壽命的要求，儲能系統的保障，對儲能電池包比能量，比功率的要求，比能量高就要求可以便于系統安裝部署，而比率高可以減少系統動電池的配置。目前在調頻儲能當中，是所有儲能當中效率最好的，它的備電時間在半小時到一小時，要求你電池能達到半小時的時間，配電池越少，系統經濟性越好。

具體到電池，儲能調頻對電池的要求我們歸結為八大要求，首先是更安全，比功率高，使用壽命長，系統可靠，比能量高，轉換效率高，從而性價比高，再一個是更環保，這個是安全基礎。比功率高就是減少配置，壽命長就是提高經濟性，系統可靠也是提高經濟性，比能量高相當于減少系統的配置和提高經濟性。能量轉換效率高也是減少系統的損耗，也是提高經濟性，更環保也是一個基本的要求，目前儲能系統屬于一個清潔能源的范疇，環保也是一個基本要求。

原水平雙極電池特性和應用，因為原水平電池由于獨特的特性，使得對剛才八個要求有非常好的復合性。首先就是更安全，它的耐震動性能達到10個g，而且在槍擊、碰撞沖擊下也不會發生安全隱患，不滲漏、防爆、阻燃，且電池仍然保持恒定的電壓輸出和一定容量。更可靠，微秒級充放電響應(AGC指令)，這個主要由于我們原水平電池結構決定的。它的內阻在1.2毫安左右，這個水平大家可能不了解，這個水平只比功率特性最好的鈦酸鋰電池，只比它略高。

目前碳酸鋰電池是一個什么水平呢？它的100安時的電池，內阻在0.9毫歐左右，而我們水平雙機型電池100安時的電池，內阻在1.2毫歐左右。整個電池可靠的連線結構，這個連線結構采用矩陣的連線結構，即使在整個系統達到10-15%問題電池時，也不會影響系統的正常工作。

用專家的話講系統的可用性好，所以說有問題電池，讓傳統的連線結構，如果在串聯葫蘆當中發現有問題電池，由于聯線結構決定了問題電池會越來越差。也就是說，好的電池會欺負壞的電池，這個電池會有一個裂化的現象，很快就掛掉了。

掛掉了這個電池為了保護這個電池，就會嚴重影響整個系統的放電容量。我們這個聯線結構相當于是矩陣的聯線結構，橫向上并聯母排，縱向上靠BMS，如果發生有問題的電池它是有旁邊人會保護它。

如果這個電池有100安時的，有90安時的，那么90安時的電池放空了就不放了，等大家都放完了以后，就意味著一個100安時的電池加上一個90安的電池能夠放出95安時的。而傳統的結構，一個100安時和90安時的電池放到一塊，只能放95安時。相當于以最低的為主，這兩個是可以疊加的。

循環壽命更長，我們100%DOD能夠達到800次以上，10%的可以達到3萬次以上，這是老一代的水平雙極性電池已經達到這個水平，而我們新一代圖蘭特電池儲能型的100%的DOD可以達到1500一次以上，70%的DOD可以達到4000次以上，再就是支持超大電流的快沖、快放，也是由于我們電池的內阻極低，這個電池可以短路使用的，100安時的電池短路的瞬間電流可以到5000安，這個也是有過正式應用，曾經給電池泡進行充電，電池泡相當于短路。

再就是快充，也是由于電池內阻我們3C電流充電20分鐘可以沖入80%的電量，60分鐘可以沖滿。我們這個電池從電化學原理上講，還是鉛酸電池的范疇，它的比能量比傳統的鉛酸電池要高20%以上。當然，比功率非常高了，它的比功率目前可以跟超級電容媲美的。

更高的能量轉換效率，這也是由于電池內阻低，在PSOC狀態下，PSOC就是整個調頻儲能當中，所有的電池都是工作在PSOC狀態下的，它的安時轉換效率接近100%，能量轉換效率在94%以上，在全放的狀態下安時效率可以達到98%。

能量轉換效率可以在90%以上，更環保，我們這個電池材料99%以上可以回收，我們在制造過程當中也是減少了傳統的鉛酸電池80%以上的污染排放。綜合以上這個性價比還是非常高的，如果按單位功率來說，它的性價比會更高。

這個是原先水平電池在美國的應用案例，這個從2006-2013年在美國累計投入了超過169兆瓦時的系統，在目前來說已經不算一個很大的數字了，但是在2013年的時候169兆瓦時占比重還是非常高。它主要是以功率性為主，配合風電廠，配合光伏進行平滑輸出，斜率控制還有頻率響應，以及電壓支持，也在輸配電方面為電網做輔助的配套服務。

這是2012年BSB公司建成一套1兆瓦時的系統，BSB公司是圖蘭特電池技術的擁有者，2012年的時候為了研究圖蘭特電池在儲能領域的應用，建立一套500千瓦一兆瓦時的系統，用在我們工廠做削峰填谷和功率調節。

這個是一個集裝箱，一開始放在屋里，后來裝到一個集裝箱當中。當時還是逆變器還是以250K為主，當時做了兩個電池堆，每個電池堆由432支電池組成，48串9并，也是采用專利矩陣連線結構，橫向靠并聯母排均衡，縱向上靠BMS均衡，從而保證電池堆的壽命最大限度的接近單只電池的壽命，整個系統也是從2012-2017年穩定運行五年。

這是我們為了模擬整個并網做的計劃曲線輸出，還有我們對整個系統進行一個基本的測試，系統的綜合能量效率，AC測試82%，DC測試90%，其他測試也是滿足電網儲能并網相關的要求。

但是原先的水平電池由于獨特的結構和工藝也有一定的缺陷，首先制造水平低，造成廢品率有點偏高，再就是原先結構，造成自放電略高，在4-6%的水平，再就是壽命有待提高，由于自放電高，導致大規模串并聯的時候可靠性受到影響。

我們這個新一代的圖蘭特電池技術在院水平基礎上，進行技術革新和突破，圖蘭特電池基于原始水平鉛酸電池研發而成的，后來經過我工程師的不懈努力，使電池的技術和水平日益完善。

主要是通過復合材料的密封技術，消除原先水平電池一些剛才說的缺陷，提升性能和壽命，我本人從2000年接觸水平電池，到現在已經接近20年了，親身經理水平電池原先發現變化，現在已經有非常大的提高。這是我們整個提高過程當中形成自主知識產權，像我們發明專利11件，實用新型專利50件，加外觀形成了69件相關專利包。

這是我們電池一個相關的結構，首先就是專利的電池結構，原先水平電池內部沒有隔斷，所以造成自放電偏大，在4-6%的水平，而我們這個新型電池內部加入了隔斷，所以說這個自放電降低到2%左右，有效提升了性能。

再就是原先的電池因為本身厚度不夠厚，對我們這個儲能要求符合稍微差一點，所以我們在板上的厚度提高40%以上，有效延長了使用壽命，以滿足儲能對電池的要求。

再就是由于這個結構，我們匯流排是隔離在整個環境的外面，這是避免在整個壽命周期內，專業對匯流排的腐蝕，也是有效提高電池的使用壽命。

這是我們形成專利的連線結構，首先提高系統的可用性，我們這個結構縱向上靠BMS均衡，橫向上靠母排均衡，通過這個和BMS配合，可以精確判斷每一個電池的問題程度，位置和問題程度，但是說有了問題的電池不用立刻更換，我只是在定期。在電池的問題程度上，達到一定程度的時候，統一更換就即可。

謝謝大家。

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