乌兰察布兆瓦级直流耦合接入的锂离子电池/超级电容器混合储能系统并网运行

在“源网荷储”系统中，既有瞬时的冲击功率，又有长时间的释能需求，同时还需兼顾系统的经济性与安全性，单一储能形式无法完全满足以上要求。采用互补性强的混合储能技术，是提高储能系统整体性能的有效途径，已成为可再生能源利用与分布式供能领域的研究热点。

结合不同应用场景下新型电力系统对储能技术特性的需求，科学技术研究院联合天津大学、宁波中车新能源科技有限公司开展混合储能系统控制优化研究，成功建设了兆瓦级直流耦合接入的锂离子电池/超级电容器混合储能系统示范电站。该混合储能系统可实现调峰、调频模式的切换，进而提升对电网灵活调节的能力。目前该混合储能系统已完成调试，并开始并网运行。

成果简介：

本项目中混合储能系统采用锂离子电池和超级电容器以能量型和功率型储能技术耦合互补的形式进行应用，整套系统由3个预制舱体组成，分别为0.5MW/1MWh锂离子电池储能系统舱、1MW/0.1MWh超级电容器储能系统舱、1.5MW储能变流器舱。其中锂离子电池和超级电容器储能系统预制舱内分别配有直流汇流柜、电池/电容管理系统、本地能量管理系统、自动消防系统、空调等设备。各储能系统通过直流汇流柜接入相应的储能变流器，再分别接入功率路由器±750V直流母线，响应园区能量管理系统下发的削峰填谷或调频调度指令。

主要创新点：

锂离子电池具有能量密度高、储/释能时间长等特点，可用于实现削峰填谷；超级电容器具有功率密度高、响应速度快、寿命长等特点，可参与电力系统一次调频，同时延长电池使用寿命。通过两种储能技术耦合及协调控制策略优化，锂离子电池/超级电容器混合储能系统能够充分发挥性能互补优势，满足电网不同层次需求，最大限度发挥储能的作用。

针对乌兰察布源网荷储试验基地中的交直流混合电网架构，本项目首次实现了将锂离子电池/超级电容器混合储能系统通过DC/DC设备直接在750V直流母线侧进行功率耦合，该接入方式可提高AC/DC并网逆变器的利用率，此外，混合储能系统既可以对交流电网进行功率支撑，又可以解决直流电网的功率突变和谐波问题。

应用效益：

本项目是锂离子电池/超级电容器混合储能系统并网运行的实地验证及应用示范，同时也是首次实现混合储能系统直流耦合接入方式的工程应用。为开展多种储能技术联合参与调峰、调频等电力辅助服务研究提供重要的应用基础和技术支撑，助力兼具高性能、高可靠性、低成本的复合型储能技术在电力系统中的应用推广。