客户侧储能技术

　　本书首先介绍了储能技术及应用在国内外的发展现状，以及客户侧分布式储能的应用模式和特性；其次从电池本体、电池管理系统、储能变流器及系统接口需求介绍客户侧储能系统的关键配置；接着从储能应用性能、储能电站并网技术规定等方面介绍客户侧储能系统并网运行技术；随后从储能与配电网互动特性、协同控制架构和源网荷储互动等方面介绍客户侧储能系统与电网互动模式；最后从客户侧储能电站建设成本、收益及全寿命周期效益等方面开展客户侧储能系统运行经济性分析。本书可供从事客户侧分布式储能、新能源发电和智能电网等领域相关人员参考使用，也可供高等院校相关专业的师生借鉴使用。

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目　　录
前言
第1章　概述 1
1.1　国内外储能技术现状 1
1.1.1　国外技术现状 1
1.1.2　国内技术现状 4
1.2　客户侧分布式储能应用模式及特性 6
1.2.1　发展背景 6
1.2.2　储能应用现状及动向 8
1.2.3　储能关键技术情况及发展趋势 8
1.2.4　市场环境 9
1.2.5　应用分析 10
1.3　典型示范工程介绍及效益测算 13
第2章　客户侧储能系统关键配置 16
2.1　概述 16
2.2　电池本体 17
2.2.1　铅酸电池 17
2.2.2　锂离子电池 17
2.2.3　钠硫电池 18
2.2.4　液流电池 18
2.2.5　氢储能 19
2.3　电池管理系统（BMS） 19
2.3.1　电池管理的作用 20
2.3.2　BMS硬件 20
2.3.3　电池平衡 21
2.3.4　状态估计算法 22
2.3.5　电池参考模型 23
2.3.6　状态估计器 24
2.3.7　电流/功率极限的计算 26
2.3.8　充电策略 27
2.3.9　热管理 28
2.3.10　运行模式 29
2.4　储能变流器（PCS） 30
2.4.1　变流器系统构成 30
2.4.2　系统主电路拓扑结构 31
2.4.3　变流器有源整流控制策略 34
2.4.4　PCS硬件要求 35
2.5　系统接口需求 36
2.5.1　总则 38
2.5.2　通信协议结构 38
2.5.3　应用层报文帧格式 38
2.5.4　通信报文规范 40
2.5.5　通信安全方案 41
第3章　客户侧储能系统并网运行技术 42
3.1　储能长期应用性能 42
3.1.1　可充放电量 42
3.1.2　最大功率充放电时间 42
3.1.3　循环效率 42
3.1.4　使用寿命 43
3.2　储能短期应用性能 44
3.2.1　响应速度 44
3.2.2　功率爬坡速度 44
3.2.3　最大功率支撑能力 45
3.3　储能电站并网技术规定 45
3.3.1　一般性技术规定 45
3.3.2　接口装置 46
3.3.3　接地安全 47
3.3.4　电能质量 47
3.3.5　功率控制和电压调节 49
3.3.6　继电保护与安全自动装置 52
3.3.7　自动化与通信 52
3.3.8　电能计量 53
3.4　储能电站并网检测技术 54
3.4.1　测试仪器仪表 54
3.4.2　测试条件 55
3.4.3　测试项目及方法 56
3.4.4　相关计算公式 66
第4章　客户侧储能系统与电网互动模式 69
4.1　客户侧分布式储能优化配置与配电网互动特性 69
4.1.1　客户侧分布式储能装置城市配电网互动特性 69
4.1.2　分布式储能优化配置模型 76
4.1.3　面向柔性源网荷协调运行的分布式储能系统容量优化配置 86
4.2　广域布局分布式储能配电网源网荷协同控制架构与装置 94
4.2.1　技术概述 94
4.2.2　实施方案 95
4.2.3　方案简介 97
4.2.4　系统方案 97
4.2.5　即插即用装置硬件设计 98
4.2.6　软件功能 100
4.2.7　系统安全防护部署 103
4.3　客户侧分布式储能柔性协调控制集成示范及应用效益 111
4.3.1　客户侧分布式储能柔性协调控制系统 111
4.3.2　面向需求响应的分布式储能柔性协调控制与运行应用示范 122
4.3.3　客户侧分布式储能系统应用效益评估 127
4.4　客户侧分布式储能参与电网源网荷储互动 146
4.4.1　网荷互动终端 146
4.4.2　储能系统 150
4.4.3　江苏大规模源网荷储友好互动系统总体设计 152
4.4.4　江苏大规模源网荷储友好互动系统技术实践 155
第5章　客户侧储能系统运行经济性分析 163
5.1　储能建设运营概况 163
5.2　储能电站成本分析 164
5.2.1　储能建设成本分析 164
5.2.2　储能度电成本分析 165
5.3　客户侧储能收益分析 165
5.3.1　储能系统独立运行收益分析 165
5.3.2　电动汽车+双向充电桩组合收益分析 166
5.3.3　考虑阶梯电价的客户侧储能安装限制 167
5.4　储能电站全寿命周期效益分析 168
5.4.1　基于度电成本分析 168
5.4.2　基于电动汽车双向充放电产生的上网电价的探索 168
5.5　成本预测 169
5.6　运行经济性总结 170
5.6.1　现状总结 170
5.6.2　推广建议 170
5.6.3　其他 171
第6章　客户侧储能新型运营服务模式 172
6.1　“互联网+”和共享经济 172
6.1.1　“互联网+” 172
6.1.2　共享经济 176
6.2　基于“互联网+”的客户侧分布式储能运营服务模式创新 178
6.2.1　客户侧分布式储能运营服务模式现状 178
6.2.2　客户侧分布式储能的分类方法 179
6.2.3　基于“互联网+”的新型运营服务模式 181
6.2.4　基于“互联网+”的P2P共享模式运营方案 188
6.2.5　新型租赁模式运营方案 194
6.2.6　租赁和P2P共享模式的比较分析 199
6.2.7　新型运营服务模式的增值服务 201
6.2.8　新型运营服务模式的关键技术 202
6.2.9　新型运营模式收益分析 202
6.3　小结 207
附录 208
附录A　江苏电网客户侧储能系统典型案例 208
附录B　国网江苏省电力公司客户侧储能系统并网管理规定（试行） 215
附录C　储能用户能源管理系统EMS与互动终端Modbus_EngReq通信协议 230
附录D　储能用户能源管理系统EMS与互动终端Modbus_GridLoad通信协议 238