Page 205 - 电气工程与电力系统自动控制

第六章 储能技术的有关应用探究

在充满电的浮充状态下正常工作 10 年以上，冈此超级电容器可以在电压跌落和
瞬态干扰期间提高供电水平。超级电容器安装简单，体积小，并可在各种环境下
运行（热、冷和潮湿）。
（六）压缩空气储能（CAES）

压缩空气储能不是象电池储能那样的简单储能系统，它是一种凋峰用燃气轮
机发电厂，对于同样的电力输出，它所消耗的燃气要比常规燃气轮机少 40％。
这是因为，常规燃气轮机在发电时大约需要消耗输入燃料的 2/3 进行空气的压缩，
而 CAES 则可利用电网负荷低谷时的廉价电能预先压缩空气，然后根据需要释放

储存的能量加上一些燃气进行发电。压缩空气常常储存在合适的地下矿井或者溶
岩下的洞穴中。

二、储能系统安全因素及要求分析

（一）储能系统安全因素分析
1. 储能电池安全质量
锂离子电池发生燃烧爆炸的根源在于电池热失控，诱发电池热失控的原因有
两类。（1）电池内部原因。比如电池制造过程中引入的电芯内缺陷（细微金属碎屑）
导致内短路，或者电池因充放电制度和环境因素变化发生老化，使电芯内部产生

枝晶锂而触发电池内短路。（2）电池外部原因。电池外部的电、热冲击作用到
电池本体上会使电池内部出现不可逆的放热反应，若在电池储能系统集成过程中
未严格按照相关标准对储能电池安全性能进行核准导致电池选型不当（滥用），

则极易发生突发热失控的情况。
2. 储能系统电气拓扑
从电气拓扑上看，常规储能电站中电池簇通过 DC/DC 变换系统与大功率直
流充电桩、光伏发电系统共用直流母线，其与交流配电网拓扑有着较大区别，且
存在以下安全隐患。（1）电池簇之间的不一致性易造成环流，当环流过大时会

造成某个电池簇过充或过放，加剧电池的老化或衰退。（2）若直流母线上的负
载发生短路，短路电流会通过母线传递给电池簇，瞬间的短路大电流会加快电池
内部升温速率而引发事故。（3）直流母线的绝缘要求较高，若存在缺陷可能会

产生电弧火花，由于直流电流没有过零点，不易熄灭，易使电池、线缆等易燃物
发生火灾。（4）直流继保系统的开关关断过程没有过零点，相对交流开关更为

195
195