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完成单位：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司、上海交通大学、中国华能集团香港有限公司、华能烟台新能源有限公司

主要完成人：刘明义、 张斌、李睿 、宋太纪、张建府、李春晓 、成前

项目亮点

本项目开发了高安全精细化控制的智能分散式储能系统，彻底解决了电池簇并联环流问题，实现了储能电池精细化能量管控，结合预诊断技术、构网型储能变流器设计和电池管理-PCS控制-系统能量管理为一体的精细化控制，进一步提升了分散式储能系统的系统安全性、电网友好性和运行效率。

项目介绍

本项目聚焦规模化电池储能系统的安全性、效率、容量可用率和电网友好性问题，在国家自然科学基金、华能集团科技项目等支持下，历经8年攻关创造性地开发了分散式电池储能架构和电池管理-储能变流器控制-系统能量管理为一体的精细化控制体系，在国内率先开展了分散式储能配套关键设备研发，形成了高功率密度、高效率、高可靠性的高安全精细化控制的大容量电池储能应用技术体系，主要创新成果如下：

1、提出了电池储能系统电池不一致性问题整体解决方案。首创分散式系统架构，实现了单电池簇独立管控，解决了簇间并联失配、环流及其带来的安全风险和损耗问题，突破了电池簇并联“木桶效应”对可用容量的制约，系统效率提升约3%，可用容量提升约7%；提出了高能效比的电池-空调-环温智能协调控制散热技术和弧形静压式风道，实现了2C工况电芯温差低于5℃，有效缓解了电芯间的不一致性；

2、提出了基于电芯全生命周期大数据的关键参数智能识别算法和故障智能预诊断算法，开发了新型全国产化能量管理系统（EMS）及其智能控制技术。参数识别误差低于5%，故障预诊断准确率高于90%；采用国产芯片进行高性能EMS硬件平台的设计及优化，实现了电池簇能量动态均衡控制、系统充放电功率控制和电网故障穿越控制的统一，实现了故障电池簇的快速切除、隔离及降额，全面提升了储能电站安全智能化管理水平；

3、业内率先开发了适用于分散式储能的模块化储能变流器（PCS），可兼顾跟网型和构网型储能系统应用，满足新型电力系统下的应用需求，最高效率高于99%；自主开发了电池管理-PCS控制-系统能量管理为一体的精细化控制体系；形成了高功率密度、高效率、高可靠性的大容量电池储能电站应用技术体系，并在百兆瓦级分散式独立储能电站成功示范应用。

本项目获授权发明35项、实用新型75项。项目技术成果先后在光伏直流侧储能、新能源配储和独立储能电站等44个工程项目上成功推广应用，并于2021年12月建成全球首座百兆瓦级分散式独立电池储能电站；2023年6月建成全球首座100MW/200MWh分散式构网型独立储能电站。目前累计应用储能系统装机容量1624.5MWh，累计合同26.9亿元。

分散式储能技术引领了规模化电池储能的精细化、智能化安全健康发展，正逐渐成为电池储能行业的主流技术方向，有力支撑了我国新型电力系统建设和“十四五”能源产业规划目标。预计到2030年，基于分散式储能架构的高安全精细化控制的大容量电池储能系统关键技术将迎来千亿市场蓝海，经济效益和社会效益潜力巨大。

项目图片

成果概况

项目应用：山东黄台独立储能电站

项目应用：山东莱芜独立储能电站全景图

央视报道

完成单位介绍及对项目的贡献

中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司是中央发电企业直属的新能源技术研发中心、海上风电研发中心、知识产权中心和高层次人才聚集地，在所属领域中具有较强影响力和号召力。在大容量电池储能技术和产业化方面，华能清能院以智能分散控制储能技术为核心，分别对储能系统中的储能电芯、BMS、模块化PCS、EMS、安全预诊断系统、储能数字化、系统集成技术等关键技术点进行研究，提出了电化学储能精细化分散式智能控制技术，截止目前累计储能业绩超2GWh，引领了电池储能向高安全性、高智能化和精细化方向发展。本项目负责项目所有创新点核心技术路线的制定以及核心装备、核心算法的研发；主导并协调各参研单位研发任务分配和相互之间的技术合作；负责技术成果的宣传、洽谈和推广工作；主导分散式电池储能电站应用项目的技术方案设计、建设方案制定和运行数据分析等工作。

上海交通大学是中华人民共和国教育部直属、上海市共建、中央直管的全国重点大学。上海交通大学在电池材料与器件、电池管理与并网、超大容量电池储能系统等领域研究基础扎实，主持完成973计划项目2项，863计划、国家重点研发计划和自然科学基金项目50多项。本项目中主要负责储能电力电子系统架构设计，对电力电子系统性能进行整体仿真和评估；负责模块化DC-DC变换器和多电平DC-AC变换器拓扑设计和高效率方案设计;负责制定多电平PCS控制算法，提出PCS多机并联环流抑制控制策略；协助其他单位实现高安全精细化控制的大容量电池储能系统关键技术研发。

中国华能集团香港有限公司成立于1988年9月，是中国华能集团有限公司境外全资二级子公司，主要从事境内外投资、建设、管理、开发、拥有电厂和其他相关业务。为适应香港公司员工在内地的管理需要，华能集团公司于2012年在京设立了华能海外企业管理服务有限公司。2018年4月，设立海外事业部，统筹协调集团公司境外项目开发管理。海外事业部与香港公司、海外公司实行“三块牌子、一个机构”管理。本项目中负责储能技术路线调研、储能产业政策、发展趋势分析；负贵储能系统性能综合评价体系构建，提出关键技术持续优化决策方案；参与电池储能总体技术路线，电力电子等核心设备技木路线的制定；为基于电芯全生命周期大数据的关键参数智能识别算法和故障智能预诊断算法开发提供支持，重点参与预诊断平台开发。

华能烟台新能源有限公司成立于2020年04月13日，是华能集团三级子公司，经营范围包括生物质能发电、风力发电、太阳能发电、地热能发电；售电；电力生产项目的建设、运营、管理；热力生产和供应；供热管网的建设、运营、管理；合同能源管理。本项目中参与包括华能山东半岛南4号海上风电项目陆上集控中心15MW/30MWh储能系统在内的多项规模化智能分散式储能电站的系统设计、施工设计、建设方案制定等工作，并负责项目现场的管理，组织协调相关问题；负责制定储能电站调试方案和运行维护方案，对储能电站的综合技术经济指标进行评估和技术可行性验证；为规模化储能系统示范项目提供配套资金，协调项目管理和执行。

第一完成人简介

刘明义 正高级工程师

中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司

刘明义，博士，正高级工程师，中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司储能技术部主任。先后入选华能集团储能系统集成创新领军人才、2021“储能年度人物”，2022年“京华大地杰出工程师”。承担了多项国家能源应用技术及工程示范、北京市科委重点研发等国家/省部级项目。2011年以来，在电芯智能故障预诊断和处理机制、分散式精细化管控、多层级消防系统等方面取得多项创新性成果。率领团队自主研发的分散式控制技术将系统接入方式进行了重大革新，一举解决了储能系统的“木桶效应”，已成为行业领先技术品牌。近五年，牵头建设储能项目11项，累计容量达400MWh。已授权国家专利189项，其中发明专利40余项。获得中国电力科技进步奖、北京市科技进步奖、中国可再生能源科技奖和中国能源研究会能源创新奖等省部级奖4项，集团级奖4项。开发的分散式储能系统集成技术在国际储能创新大赛中连续2年荣获“储能应用创新典范TOP10”。主编《电池储能电站能量管理与监控技术》专著1本。