電池儲(chǔ)能電纜  

概述  

定義:電池儲(chǔ)能電纜是指應(yīng)用于電力儲(chǔ)能系統(tǒng)中，用于連接電池模塊和電池簇的電纜。這類(lèi)電纜的設(shè)計(jì)需滿足特定的技術(shù)要求，并具備較高的耐壓能力和耐高溫性能。  

別稱(chēng):包括電力儲(chǔ)能系統(tǒng)用電池連接電纜、化學(xué)電池儲(chǔ)能直流側(cè)連接電纜等。  

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范  

標(biāo)準(zhǔn)名稱(chēng):《電力儲(chǔ)能系統(tǒng)用電池連接電纜》  

標(biāo)準(zhǔn)編號(hào):T/CNESA1003—2020  

發(fā)布時(shí)間:2020年04月10日  

適用范圍:適用于電力儲(chǔ)能系統(tǒng)中直流側(cè)的電池模塊之間、電池簇之間、電池簇與匯流箱及電池簇與儲(chǔ)能變流器之間的電纜。  

主要技術(shù)指標(biāo):  

最高電壓:DC1500V  

導(dǎo)體最高連續(xù)工作溫度:125℃  

特性:具備優(yōu)良的耐壓能力和耐高溫性能，確保在極端條件下穩(wěn)定運(yùn)行。  

起草單位:  

中國(guó)質(zhì)量認(rèn)證中心  

南德認(rèn)證檢測(cè)(中國(guó))有限公司  

浙江正泰新能源開(kāi)發(fā)有限公司  

國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院  

國(guó)網(wǎng)江蘇電力設(shè)計(jì)咨詢(xún)有限公司  

上海纜慧檢測(cè)技術(shù)有限公司  

江蘇亨通電子線纜科技有限公司等多家機(jī)構(gòu)共同參與制定，確保標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性和實(shí)用性。  

應(yīng)用場(chǎng)景  

電力儲(chǔ)能系統(tǒng)  

電池儲(chǔ)能系統(tǒng)(BESS):提供可擴(kuò)展的能源存儲(chǔ)解決方案，尤其適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)和離網(wǎng)應(yīng)用。傳統(tǒng)電池配置存在固定硬連線系列-并行配置，缺乏重構(gòu)能力，容易受最弱單元的影響?，F(xiàn)代儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)引入動(dòng)力電子元件，允許動(dòng)態(tài)重組，優(yōu)化電池平衡，增強(qiáng)能源控制。  

智能優(yōu)化和調(diào)度:電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施涉及多個(gè)層面的優(yōu)化，包括匹配其他技術(shù)如光伏(PV)，需求響應(yīng)(DR)，頻率和電壓控制，能量仲裁等。優(yōu)化模型利用混合整數(shù)線性規(guī)劃(MILP)等方法，探討太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)結(jié)合能源存儲(chǔ)和負(fù)載管理策略的經(jīng)濟(jì)可行性。  

模塊化多級(jí)序列并行轉(zhuǎn)換器(MMSPC):解決傳統(tǒng)電池組因固定配置導(dǎo)致的重構(gòu)難題，通過(guò)動(dòng)態(tài)重組，優(yōu)化電池單元間的能量平衡，減少內(nèi)部損耗，提升整體效率。實(shí)驗(yàn)評(píng)估表明，基于MMSPC的單相BESS系統(tǒng)表現(xiàn)出穩(wěn)定的輸出和降低的內(nèi)部損耗。  

電纜角色  

在儲(chǔ)能系統(tǒng)中，電纜負(fù)責(zé)傳輸電池模塊與變流器之間的高電壓直流電，確保高效、安全的能量流動(dòng)。電纜的性能直接影響整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。  

關(guān)鍵組件:  

電池模塊:存儲(chǔ)能量的核心部件，通常采用技術(shù)成熟的大容量電池，如鈉硫電池或鉛酸電池。  

變流器:將直流電轉(zhuǎn)化為交流電的重要組件，實(shí)現(xiàn)雙向能量傳輸。變流器的性能決定了電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的電壓和頻率調(diào)控能力。  

技術(shù)細(xì)節(jié)  

材料和構(gòu)造  

導(dǎo)體:使用銅單絲束絞合導(dǎo)體，在空隙內(nèi)填充高純石墨粉后經(jīng)徑向緊壓處理形成緊壓圓形導(dǎo)體。這種結(jié)構(gòu)既增強(qiáng)了導(dǎo)電性能，又提升了機(jī)械強(qiáng)度。  

絕緣層和護(hù)套:采用高強(qiáng)度材料擠包，確保電纜在復(fù)雜環(huán)境中不受外界侵害，如水分和電池液滲透問(wèn)題6。  

性能指標(biāo)  

電阻率低:石墨粉填充和緊壓工藝顯著降低了電纜的電阻，減少了能耗和發(fā)熱問(wèn)題。  

彎曲阻力小:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使得電纜柔軟易彎曲，方便現(xiàn)場(chǎng)施工操作。  

使用壽命長(zhǎng):優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)工藝確保電纜在長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷運(yùn)行下仍保持良好性能，延長(zhǎng)使用壽命6。  

實(shí)例案例  

國(guó)際應(yīng)用  

日本自1983年開(kāi)始大規(guī)模研發(fā)鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，至1990年代建成多座大型儲(chǔ)能系統(tǒng)。美國(guó)也因大城市輸配電成本高昂，開(kāi)展了大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)研究，應(yīng)用于高可靠性電力供應(yīng)區(qū)域。德國(guó)早在1980年代就建成了大規(guī)模鉛酸電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，用于尖峰負(fù)荷轉(zhuǎn)移和頻率控制。  

國(guó)內(nèi)發(fā)展  

遼寧津達(dá)線纜取得的“化學(xué)電池儲(chǔ)能直流側(cè)連接電纜”專(zhuān)利，標(biāo)志著國(guó)內(nèi)在儲(chǔ)能電纜領(lǐng)域的創(chuàng)新和發(fā)展方向。通過(guò)持續(xù)的研發(fā)和技術(shù)積累，國(guó)內(nèi)企業(yè)正在不斷提升儲(chǔ)能電纜的技術(shù)水平和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。  

總結(jié)  

電池儲(chǔ)能電纜作為儲(chǔ)能系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分，其高性能和可靠性對(duì)于保障整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。未來(lái)，隨著儲(chǔ)能技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，電纜的設(shè)計(jì)和制造也將不斷創(chuàng)新，滿足日益增長(zhǎng)的市場(chǎng)需求。