中國儲能網訊：鉛炭電池作為鉛酸家族中的一員，不僅秉承了鉛酸百年的歷史積淀， 更在大電流充放電循環(huán)使用時， 由于炭元素的加入， 表現尤為突出， 在當前的儲能應用來看， 鉛炭電池是一個上佳選擇。
儲能的應用較為廣泛， 不僅有與電網相關的儲能應用（調頻、 調峰）、 分布式應用、 戶用型應用， 更可以應用在一些大型動力設備上，比如港口的輪胎吊、 采礦用的破碎機、 冶煉企業(yè)用的運渣車等等， 都是鉛炭電池大有作為的地方， 動力行業(yè)的應用場景有以下特點：
1. 瞬間大電流放電達到 300~350A；
2. 在充電不完全的情況下，需要系統(tǒng)能連續(xù)工作，且不能半途停頓；
3. 工況模式不確定，有時，需要連續(xù)工作較長的時間（放電深度深） 才有充電的機會，
有時，只工作了很短的時間的就可以充電（放電深度淺）；
4. 儲能系統(tǒng)的成組電壓達到 560~750V；
5. 現場工況中有大量的變頻器， 電磁兼容環(huán)境很差；
6. 后臺監(jiān)控、 關鍵照明及空調是不允許停電， 系統(tǒng)在電網和儲能系統(tǒng)間需要實現不間斷切換；
7. 由于客戶的系統(tǒng)配置不同， 不少場合需要實現兩路高壓直流的不間斷切換；
一、 鉛炭電池是如何適應動力應用場景的
眾所周知，鉛炭電池是因為在鉛酸電池中，增加了炭元素，使得鉛酸電池在保有原有功率密度的基礎上，兼具了超級電容的一些特性：如大功率充放電、循環(huán)使用壽命長等，如下圖：
更在于，由于炭的加入，使得鉛酸電池極板硫酸鹽化的情況得以很大的改善，因此，鉛炭電池在HRPSOC（高功率部分荷電狀態(tài)）下的循環(huán)使用壽命大大增加，尤其適合應用于動力行業(yè)的應用場景
二、 系統(tǒng)方案介紹
系統(tǒng)方案簡圖如下，該方案中集成了以下子系統(tǒng)
2. BMS（蓄電池管理系統(tǒng)）： 在目前的 BMS 系統(tǒng)中，有兩種模式：
A. 單體采集系統(tǒng)—采集每一個單體電池的電壓、溫度等參數， BMS 系統(tǒng)沒有單體均衡功能，這類系統(tǒng)相對比較簡單，客戶能通過后臺監(jiān)控系統(tǒng)看見每個電池的電壓和溫度，但是電池（單體或成組）的 SOC、 SOH、內阻等參數沒有，于高壓成組系統(tǒng)而言，這是一個很大的缺憾；
B. 組串式采集系統(tǒng)—一個采集單元負責最多 27 個單體電池的數據采集，其數據同樣是電壓和溫度，系統(tǒng)具備對單體和成組 SOC、 SOH、內阻的計算功能，采集單元也可以增加均衡單元，以確保一個采集單元內的每個單體電池的一致性，但是，單元間的不平衡依然存在， 此外還有一個較大的隱患是：均衡單元開啟后，對系
統(tǒng)的干擾很大，如下圖：
4. 變頻器： 在實際的應用場景中，蓄電池組需要為很多的電機提供動力，因此，依據不同功率等級的電機配置相應的變頻器，再通過 PLC 來協(xié)調控制，同樣，由于變頻器的存在，系統(tǒng)中的干擾非常嚴重；
5. 逆變器：后臺監(jiān)控、關鍵照明以及空調系統(tǒng)是不允許斷電的，因此，在系統(tǒng)中需要考慮相應容量的逆變電源，該逆變電源要實現市電與直流之間的無縫切換，同時，由于蓄電池組的成組電壓較高，而所謂的市電也因應用場景不同，并不是常規(guī)的三相四線制的 380V，而是 400~460V 的三相三線制， 所以， 實現此一功能難度甚大；
6. 溫控系統(tǒng)： 為了確保蓄電池的應用環(huán)境溫度， 采用了工業(yè)級的空調， 使得環(huán)境溫度能控制在 25℃以內，具備加熱及除濕的功能；
7. 互鎖及安全：系統(tǒng)應用中采用了交直流切換供電的模式，為了確保系統(tǒng)切換安全，采用了交直流互鎖，同時為了最大程度的降低系統(tǒng)的干擾， 采用隔離及等電位技術， 以增加系統(tǒng)的安全、 可靠性；
8. 后臺監(jiān)控系統(tǒng)：由于現場工況復雜，系統(tǒng)必須對每個單體電池及子系統(tǒng)的工作狀況有及時的掌握，因此，采用了 PLC 和 BMS 數據相互備份， 既可以避免 BMS 抗干擾能力差的問題， 又增加了系統(tǒng)的可靠性， 同時， PLC 的擴展性和可操作性好， 非常方便現場的配置使用；
三、 經濟性分析
1. 由于現場的工作場景差異度很大，我們假定每天工作 10 次，每次工作 10 分鐘， 鉛炭電池組年使用成本為 7.5 萬元；
2. 如果采用柴油發(fā)電機組， 在同樣的工況下， 每年的使用成本將達到 21 萬元；以上費用的節(jié)省非常明顯，同時，可以大大減少維護工作量，更對于環(huán)保做出貢獻，每年減少：二氧化碳排放： 347949Kg；碳排放： 10981Kg；碳粉塵： 9492.8Kg；二氧化硫： 1047Kg；氮氧化合物： 524Kg。
