來源：萬事通人生；作者：雨露晨荷

電池儲(chǔ)能系統(tǒng)需要關(guān)注的性能指標(biāo)主要包括兩個(gè)方面，一是與能量的存儲(chǔ)能力及有效利用有關(guān)，即與容量有關(guān)；另一個(gè)則是與能量的補(bǔ)充或釋放能力有關(guān)，即與功率有關(guān)。而兩者之間的關(guān)系又往往被用來區(qū)分該儲(chǔ)能系統(tǒng)為能量型或功率型。

1.系統(tǒng)容量

該指標(biāo)體現(xiàn)的是儲(chǔ)能系統(tǒng)理論最大可存儲(chǔ)的能量容量，一般單位用千瓦時(shí)(kWh)或兆瓦時(shí)(MWh)表示。這是儲(chǔ)能系統(tǒng)最重要的一個(gè)參數(shù)指標(biāo)，但是，其真正可用容量卻又受到了電池充放電深度(DOD)和系統(tǒng)效率的影響。

BESS系統(tǒng)容量，強(qiáng)調(diào)的是可以輸出或被利用的能量的大小，這一點(diǎn)和電池容量的定義有所區(qū)別。電池容量一般是指在一定條件下(放電率、溫度、終止電壓等)電池能夠放出的電荷量，以安時(shí)(Ah)為單位，表示的是電流與時(shí)間的積分。

2.系統(tǒng)最大功率

系統(tǒng)最大功率，體現(xiàn)的是儲(chǔ)能系統(tǒng)最大充放電能力，一般單位用千瓦(kW)或兆瓦(MW)表示。該性能指標(biāo)決定于電池內(nèi)部、直流傳輸回路、PCS及交流接入的整個(gè)主電路設(shè)計(jì)甚至通過最大功率運(yùn)行下的損耗(該損耗將主要轉(zhuǎn)化為熱能)，而影響溫控系統(tǒng)和其他輔助設(shè)備的設(shè)計(jì)。同樣容量的儲(chǔ)能系統(tǒng)，由于最大功率的不同，而在功能上產(chǎn)生顯著差異;即使是同一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，由于運(yùn)行功率的不同，其效率也會(huì)產(chǎn)生二次方倍的差異。當(dāng)功率參數(shù)相對(duì)容量參數(shù)較大時(shí)，如1MW/500kWh，將被稱為功率型儲(chǔ)能系統(tǒng);而反之如500kW/1MWh，則被稱為能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)。所以有時(shí)，也會(huì)引人時(shí)間的概念，如前者可被標(biāo)記為1MW/0.5h，而后者可被標(biāo)記為500kW/2h。

3.能量損失與效率

儲(chǔ)能系統(tǒng)的效率，反映系統(tǒng)在充放電過程中的能量損失，可理解為系統(tǒng)放出能量與充入能量的比值，也稱為循環(huán)效率。這一損失，不僅僅與儲(chǔ)能電池的技術(shù)類型有關(guān)，也決定于PCS等電氣環(huán)節(jié)。狹義的系統(tǒng)效率，將主要表現(xiàn)充放電過程中主電路上的損耗，從電池、直流母線PCS最后到變壓器(如果存在的話)。但是，事實(shí)上在工程應(yīng)用中，溫控系統(tǒng)等輔助設(shè)備的功率消耗也經(jīng)常會(huì)被折算人總的損耗中，對(duì)效率產(chǎn)生影響。此外，電池靜置過程中也會(huì)產(chǎn)生能量損失，鉛酸電池一般為1%~3%月，而鋰電池則小于 1%/月。

能量損失 Ec - Ed =δEc + δEs + δEd

式中Ec 、Ed——充電能量、放電能量;

δEc 、δEs、δEd——充電過程損耗、靜置過程損耗、放電過程損耗。

系統(tǒng)循環(huán)效率

系統(tǒng)能量平衡關(guān)系如圖所示。

4.循環(huán)次數(shù)

電池的循環(huán)次數(shù)，即為電池的壽命。而整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)中，由于電池的高價(jià)值，其壽命也決定了整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的壽命。循環(huán)次數(shù)的衰減，會(huì)使得電池內(nèi)阻增加，損耗和發(fā)熱量也隨之上升，將進(jìn)一步加劇循環(huán)次數(shù)的衰減過程。此外，頻繁的過充和過放，將導(dǎo)致電池中金屬物質(zhì)在電解液中的溶解、沉積的往復(fù)，也將對(duì)電池循環(huán)次數(shù)和安全產(chǎn)生顯著影響。

某型鋰電池在1C充電、1C放電情況下，不同DOD時(shí)循環(huán)次數(shù)產(chǎn)生了較為明顯的差異如圖所示。

5.成本

儲(chǔ)能系統(tǒng)的成本，將與系統(tǒng)的容量、功率、現(xiàn)場工作環(huán)境緊密相關(guān)。一般來說，能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)中，電池的成本比重相對(duì)較高;而功率型儲(chǔ)能系統(tǒng)中，電池的成本比重卻相對(duì)較低。但無論如何，在當(dāng)前情況下，電池組的成本總是占據(jù)整個(gè)BESS成本的主要部分，且在未來也是系統(tǒng)成本下降的主要選擇。

成本的單位可以采用元№Wh或元W，但是均不能完全準(zhǔn)確表達(dá)其含義，因此在具體項(xiàng)目的討論過程中對(duì)容量和功率的同時(shí)約定非常必要。

6.響應(yīng)時(shí)間

對(duì)于BESS而言，功率本身的轉(zhuǎn)換和響應(yīng)時(shí)間均在毫秒級(jí)，這對(duì)于電力系統(tǒng)應(yīng)用而言已經(jīng)足夠。這也是 BESS相較于飛輪儲(chǔ)能、抽水蓄能等其他物理儲(chǔ)能方式優(yōu)越的地方?？捎捎谑艿诫妷骸惭b方式及電芯容量的限制，單個(gè) BESS的功率及容量均較為有限，這樣一來在大型儲(chǔ)能電站中，如某個(gè)由數(shù)十組常規(guī)低壓5MW/2h儲(chǔ)能系統(tǒng)并聯(lián)組建的大型儲(chǔ)能電站，其響應(yīng)時(shí)間的瓶頸將主要受限于通信方式和調(diào)度機(jī)制，也將會(huì)受到并聯(lián)設(shè)備間功率協(xié)同、環(huán)流抑制等功能的影響，最終的站級(jí)響應(yīng)時(shí)間可能會(huì)在百毫秒或秒量級(jí)。當(dāng)然，單體5MW/2h的 BESS只是假設(shè)，其過多的電池并聯(lián)本身就存在較大的安全隱患。這一問題的解決，需要群控方式的改變也需要高壓直掛等新的儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)的突破和應(yīng)用。

7.其他特性

在其他一些應(yīng)用場景或經(jīng)濟(jì)性分析中，也會(huì)用到比能量(能量與質(zhì)量之比，Whkg)、比功率(功率與質(zhì)量之比，kWkg)、單位容量占地面積(能量與占地面積之比，Whm)等概念這在核算項(xiàng)目運(yùn)輸成本、占地空間等方面也具有參考意義。