中国储能网讯:电池储能系统(BESS)性能不佳的最常见原因是什么?
**电芯失衡**——即当电池系统中存储的能量因单体电芯荷电状态(SOC)不均而无法释放时——长期以来在电动汽车行业被认为是一个已解决的问题。行业共识是通过简单、低成本的被动均衡电路,在车辆闲置时缓慢均衡满电状态下的电芯电压。听起来无聊?或许,但非常有效。
因此,当我们发现电芯均衡至今仍是电网级BESS的主要问题时,感到十分惊讶。事实上,在我们分析的数吉瓦时·年的BESS现场数据中,电芯失衡是BESS性能不佳的最常见诱因。尽管我们接触的资产管理方大多已知晓存在均衡问题,但许多人仍在为此困扰。这究竟为何发生?
答案简单到令人难以置信:**现代BESS在能源管理系统(EMS)层面既不追踪也不报告电芯失衡状态**。正如那句老话所说:无法测量的东西就无法管理。
失衡问题为何持续存在
与电动汽车经常在满电状态下闲置不同,大多数BESS在正常运行时既不会达到满电状态也不会深度放电。更糟糕的是,当前BESS普遍采用的磷酸铁锂(LFP)电池在非极端荷电状态下电压极其稳定,这使得传统基于电压的均衡机制失效。
我们在《电池均衡技术揭秘》https://www.zitara.com/resources/demystifying-battery-balancing中详细探讨过技术细节,但核心结论是:BESS运营商必须主动将电池Rack、电池模组甚至整个系统离线才能实施均衡操作,将其调整到均衡机制可生效的荷电状态。这给资产管理方带来了痛苦的“均衡取舍”:增加均衡时间(延长停机)还是容忍更高失衡水平(降低可用能量)。
常见均衡策略及其影响
理想解决方案显然是**按需均衡**——即仅对失衡的电池Rack或模组进行均衡。
遗憾的是,当前BESS控制系统几乎不提供任何失衡程度信息。在缺乏可视性的情况下,运营商只能采用次优策略:
1. 症状驱动均衡:仅在观察到异常行为后启动均衡
2.计划性均衡:按固定周期对所有模组/电池Rack进行均衡(无论实际失衡程度)
3. 轮巡均衡:按顺序逐个均衡模组/电池Rack,循环整个项目
这些做法均导致过度停机、可用能量减少和市场机会错失:
- 症状驱动均衡会因微小失衡未被检测到而持续损失容量
- 计划性和轮巡均衡过于保守,对可能已平衡的设备进行不必要的均衡操作
Zitara的BESS均衡解决方案
Zitara通过实时可视化每个电池Rack/模组的失衡状态直击问题核心。我们的本地化自主软件套件Zitara Balance提供两大核心功能:
1. 实时失衡报告:包括项目、模组、电池Rack层面对可用能量的影响评估
2. 自动化智能均衡策略:仅针对需要均衡的单元生成优先级信号,与现有BESS控制系统无缝集成
成效显著:
- 均衡相关停机时间减少50-75%
- 可调度总能量提升10-15%
- 仅在必要时、必要位置实施精准均衡