谈谈磷酸铁锂电池组在变电站直流系统的应用

根据最近磷酸铁锂电池火热的情况，较瘦刘整理了磷酸铁锂电池组在变电站直流系统的应用几篇文章，都是在2015-2016年的左右发布的，说实话，几篇文章质量都比较一般，一篇在职研究生的综述类基本就是把变电站直流系统原来的阀控蓄电池换成磷酸铁锂电池来

1. 变电站直流系统磷酸铁锂电池组运行经验不足

2. 变电站直流系统磷酸铁锂电池组价格或者说性价比目前不明确，并没有太大优势

3. 变电站直流系统磷酸铁锂电池组中目前所有的阀控铅酸电池普遍使用5年以上，标称是8-12年， 而且已形成整体运行维护经验，短时间更换为磷酸铁锂电池组可能性不大。

一、魏增福 等人提出磷酸铁锂电池组在 110 kV 变电站直流系统的应用 ，摘 要：本项目选用了两种不同的电池管理模式对磷酸铁锂电池组进行管理，并将组装好的两套电池组应用于 110 kV 变电站直流系统的日常运行。运行结果表明，磷酸铁锂电池可以在变电站替代铅酸蓄电池使用，并且可以浮充运行；运行过程中，单体电池的电压会由于电池充电态的变化下降或上升；单体电池的内阻呈现先下降 再上升的变化；电池组的放电容量随着运行时间的延长出现每年 3%左右的衰减（浮充电压为 3.6 V）；合适的电 池管理模式能将电池组内单体电池的电压差保持在较小的范围，有利于电池组长寿命的运行。

结 论：本项目组装的磷酸铁锂电池组最长经过接近 3 年 的示范运行，证实磷酸铁锂电池可以作为备用电源在 110 kV 变电站浮充使用，使用时需要注意以下问题。 （1）磷酸铁锂电池组应用在变电站时，需要加 装电池管理系统，对单电池进行均衡，确保电池（组） 在运行时的安全性。由于监控需要，管理系统还需 将数据上传至主控室，方便运行人员随时监测设备 运行状态和数据。 （2）磷酸铁锂单体电池的浮充电压宜设置在 3.5 V 左右。 （3）现场的温度数据表明，密闭的电池组比敞 开式的电池组运行时表面温度平均高 2～5 ℃，故在 设计磷酸铁锂电池组时，宜考虑电池的散热。 （4）需要监测单体电池的内阻，在内阻出现大 的变化时关注电池的安全状态。 （5）由于电池组在运行过程中的容量衰减，设 计时需要根据使用年限考虑容量的冗余。

二、昆明理工大学苏德江同学提出的基于磯酸铁裡蓄电池变电站直流电源系统应用研究结论是：憐酸铁裡蓄电池因其超长寿命、使用安全、绿色环保、可大电流充放电、耐商温、自放电率小、无记忆效应、体积小、重量轻等优点，现广泛在电动车等领域推广应用。相对阀控式密封铅酸蓄电池，磷酸铁锂蓄电池具有无可比拟的优越性，作为新型能源将在电力系统变电站直流电源中得到选型应用。

通过对磷酸铁锂蓄电池的充电程序进行研究，对憐酸铁裡蓄电池直流电源系统功能设计，对磷酸铁锂蓄电池直流电源系统实施方案设计，创造性在110ｋＶ变电站原直流系统基础上，加装一套憐酸铁裡蓄电池直流电源系统，两套直流系统经二级管并列运行。基于磷酸铁锂电池的智能直流电源系统变电站应用实践，设计了合理的解决方案，在110ｋＶ变电站２２０ＶＤＣ直流电源系统应用，在正常情况下由磯酸铁裡蓄电池电源系统向馈线屏供电，原直流系统处于热备用；

在憐酸铁裡磷酸铁锂蓄电池直流电源系统故障时，由原直流系统对馈线屏进行供电。在整个试运行期间该电源系统对交流电压、充电电压、直流母线电压、电流、蓄电池电压监测正常、准确，充电模块、直流母线、蓄电池运行平稳，单电池电压均衡性良好，告警功能正常。

磷酸铁锂电池突出优势是其优异的耐过充性能，由于其工作电压低，决定其耐过充性能好。磷酸铁锂电池其长寿命、相对高的安全性、材料来源广泛等突出特点，为业界关注。未来，磷酸铁锂蓄电池有望成为电力系统直流电源主要选型设备。

三、广西聂小勇 等人提出并联磷酸铁锂电池在110 kV变电站的应用研究结论：随着变电站系统智能化和高度自动化的发展趋势，对站用 直流电源系统又提出更高的要求，传统的直流系统电池串联单 只影响整组，及铅酸电池其自身不耐高温、不耐过充、不耐过 放、以及需要维护和维护工作量大等缺陷，阻碍着变电站现代 化的进程。磷酸铁锂电池作为车用动力电源已为业界和专家认 可，电动汽车的运行工况相比变电站系统应用条件更加严格和 苛刻，当电池性能已满足电动汽车的各项使用要求时，加之磷酸 铁锂电池本身具有良好的浮充特性，完全可适应变电站智能化和高度自动化的使用需求。通过并联智能电池组件将电池间接 并联使用大大提高了直流系统的稳定性，并已应用于具体的变 电站中。因此我们有充分理由相信并联磷酸铁锂电池在变电站 系统的广泛应用是完全可行的，而且是必然发展趋势。