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储能电站电池组典型异常告警分析及整改措施研究

北极星储能网讯:储能作为能源服务新产品,是优质、可靠的毫秒级控制响应资源,可提供有功无功的双重支撑,为电网提供调峰、调频、备用、事故应急响应等多种服务,有效满足电网在可再生能源消纳、电网安全运行等方面的迫切需求,推动“源网荷储”协调发展。2018年开始电网侧和用户侧锂电池内部固有化学特性造成,本文重点针对电压及温度异常告警进行分析研究。

2.1 电压异常

2.1.1 异常原因分析航插与U箱总正、总负铝排连接螺栓出厂时未按力矩要求锁紧,导致接触电阻变大,引起电池电压采样误差;航插与U箱总正、总负铝排连接螺栓未做防振/放松处理,再加上电池插箱在长时间运行中出现震动或热胀冷缩导致连接螺栓松动引起接触电阻变大(单体告警有的不规律出现,有的反复出现);虚焊漏焊导致接触电阻变化;U箱内部模组间使用焊接铝排为分体式,即每个模组使用一个铝排进行焊接,模组与模组间铝排靠螺钉连接,存在螺钉未锁紧或长期运行震动/热胀冷缩导致的松动,引起接触电阻变大。部分铝排连接不可靠,在运行过程中进入粉尘引起的接触电阻变大;电芯一致性存在差异,电芯本身或长时间运行衰减导致内阻变大;航插退针,在振动或热胀冷缩作用下,航插芯体易出现退针现象,造成接触不良,导致接触电阻变大,进而引起压降增大。从拆下的旧航插看,芯体很容易拔出,且芯体与铝排连接部分有明显的氧化痕迹。

2.1.2 整改方案更换U箱总正、总负铝排与航插连接的螺栓为耐落螺栓,涂有防落螺纹胶,并用10N·m的力矩锁紧;更换后用电压内阻仪测量模组电压内阻及总正、总负铝排与航插间的阻抗。阻抗≤0.2mΩ为合格,不合格时检查并紧固螺栓,排查是否有虚焊,并拆下模组铝排连接螺栓用酒精清洗铝排表面。测量模组电压与整簇比较,压差在200mV以内认为合格,否则对模组进行补电或放电[1]。更换新结构航插。针对退针舱体U箱,U箱串联使用铜排的方式进行整改。新航插采用整体注塑的结构,可有效消除退针隐患(图1);U箱间由原来的串联动力线对插方式改为铜排串联(T=2.5mm,W=20mm),铜排与航插间通过M8内六角组合螺栓连接,扭力值≥13N·m(图2)。

图1 新航插示意图

图2 新结构动力连接线示意图

测试新动力连接线对比发现,新型结构有利于降低接触内阻,可减小由接触内阻过大造成的压降和温升问题。新航插结构在充放电机上以150A电流进行测试,记录电压降及实际电流,经数据计算后,新航插与铜排组合体内阻在0.073~0.093mΩ间。

2.2 温度异常

2.2.1 原因分析风道结构不合理。通过对风道进行热仿真数据分析,得知在风道末端风速基本为0,风量也很小,达不到冷却效果;U箱风扇未启动。风扇启动可加速空气流速,起到一定的降温效果,但因BMS( Copyright 版权所有 Copyright 2013-2014 福建省云创集成科技服务有限公司 共建合作:中国协同创新网
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