大型储能电池短路故障分析与保护策略

作     者：徐光福 姜淼 王万纯 魏阳 侯炜 XU Guangfu;JIANG Miao;WANG Wanchun;WEI Yang;HOU Wei

作者机构：南京南瑞继保电气有限公司江苏南京211102 

出 版 物：《储能科学与技术》 (Energy Storage Science and Technology)

年 卷 期：2022年第11卷第7期

页      面：2222-2232页

核心收录：

学科分类：0202[经济学-应用经济学] 02[经济学] 020205[经济学-产业经济学] 

基　　金：海上多平台互联电力系统的运行稳定关键技术研究2018YFB0904802(国家重点研发计划课题) 

主　　题：储能 电池模型 短路计算 保护配置 

摘      要：由电池构成的大型储能在清洁能源占比高的电力系统里占有重要地位,电池的短路计算和保护配置十分重要。本文首先提出了单体电池短路模型,并用短路实验验证了模型有效性。在此基础上,推导了簇内和簇间短路的短路电流通用计算公式,计算公式可以广泛应用于任意电池数量的大型储能系统之中,全面地覆盖了各种极间及极地短路情况,在算例中验证理论计算公式与仿真误差在4%以内可以满足保护分析需要。分析了影响短路电流的因素和变化规律,发现了簇内短路时短路点内部电池越多则其他簇和短路点电流越大、簇间短路时模组差对短路电流影响等结论。根据理论计算公式,研究了大型储能电站各种保护方案的利弊,提出了基于熔断器的保护配置方案,并分析了最有利的熔断器安装位置,总结出在此方案下各个熔断器最大短路电流的计算方法。本文提出的保护配置方案覆盖了短路电流计算、器件选型等多个方面,可以广泛应用于各种电池储能电站前期方案设计之中。