电池储能电缆

电池储能电缆  

概述  

定义:电池储能电缆是指应用于电力储能系统中，用于连接电池模块和电池簇的电缆。这类电缆的设计需满足特定的技术要求，并具备较高的耐压能力和耐高温性能。  

别称:包括电力储能系统用电池连接电缆、化学电池储能直流侧连接电缆等。  

标准规范  

标准名称:《电力储能系统用电池连接电缆》  

标准编号:T/CNESA1003—2020  

发布时间:2020年04月10日  

适用范围:适用于电力储能系统中直流侧的电池模块之间、电池簇之间、电池簇与汇流箱及电池簇与储能变流器之间的电缆。  

主要技术指标:  

最高电压:DC1500V  

导体最高连续工作温度:125℃  

特性:具备优良的耐压能力和耐高温性能，确保在极端条件下稳定运行。  

起草单位:  

中国质量认证中心  

南德认证检测(中国)有限公司  

浙江正泰新能源开发有限公司  

国网江苏省电力有限公司经济技术研究院  

国网江苏电力设计咨询有限公司  

上海缆慧检测技术有限公司  

江苏亨通电子线缆科技有限公司等多家机构共同参与制定，确保标准的科学性和实用性。  

应用场景  

电力储能系统  

电池储能系统(BESS):提供可扩展的能源存储解决方案，尤其适用于偏远地区和离网应用。传统电池配置存在固定硬连线系列-并行配置，缺乏重构能力，容易受最弱单元的影响。现代储能系统通过引入动力电子元件，允许动态重组，优化电池平衡，增强能源控制。  

智能优化和调度:电池储能系统的设计和实施涉及多个层面的优化，包括匹配其他技术如光伏(PV)，需求响应(DR)，频率和电压控制，能量仲裁等。优化模型利用混合整数线性规划(MILP)等方法，探讨太阳能光伏系统结合能源存储和负载管理策略的经济可行性。  

模块化多级序列并行转换器(MMSPC):解决传统电池组因固定配置导致的重构难题，通过动态重组，优化电池单元间的能量平衡，减少内部损耗，提升整体效率。实验评估表明，基于MMSPC的单相BESS系统表现出稳定的输出和降低的内部损耗。  

电缆角色  

在储能系统中，电缆负责传输电池模块与变流器之间的高电压直流电，确保高效、安全的能量流动。电缆的性能直接影响整个系统的稳定性和安全性。  

关键组件:  

电池模块:存储能量的核心部件，通常采用技术成熟的大容量电池，如钠硫电池或铅酸电池。  

变流器:将直流电转化为交流电的重要组件，实现双向能量传输。变流器的性能决定了电池储能系统的电压和频率调控能力。  

技术细节  

材料和构造  

导体:使用铜单丝束绞合导体，在空隙内填充高纯石墨粉后经径向紧压处理形成紧压圆形导体。这种结构既增强了导电性能，又提升了机械强度。  

绝缘层和护套:采用高强度材料挤包，确保电缆在复杂环境中不受外界侵害，如水分和电池液渗透问题6。  

性能指标  

电阻率低:石墨粉填充和紧压工艺显著降低了电缆的电阻，减少了能耗和发热问题。  

弯曲阻力小:结构设计使得电缆柔软易弯曲，方便现场施工操作。  

使用寿命长:优质材料和先进工艺确保电缆在长时间高负荷运行下仍保持良好性能，延长使用寿命6。  

实例案例  

国际应用  

日本自1983年开始大规模研发钠硫电池储能系统，至1990年代建成多座大型储能系统。美国也因大城市输配电成本高昂，开展了大规模储能系统研究，应用于高可靠性电力供应区域。德国早在1980年代就建成了大规模铅酸电池储能系统，用于尖峰负荷转移和频率控制。  

国内发展  

辽宁津达线缆取得的“化学电池储能直流侧连接电缆”专利，标志着国内在储能电缆领域的创新和发展方向。通过持续的研发和技术积累，国内企业正在不断提升储能电缆的技术水平和市场竞争力。  

总结  

电池储能电缆作为储能系统中的关键组成部分，其高性能和可靠性对于保障整个系统的稳定运行至关重要。未来，随着储能技术的进一步发展，电缆的设计和制造也将不断创新，满足日益增长的市场需求。