“动态可重构电池储能系统”入选国家能源局首台（套）重大技术装备名单

近日，国家能源局发布了《第五批能源领域首台(套)重大技术装备名单》，清华大学电机系作为第二研制单位的“动态可重构电池储能系统”成功入选。

当前，全球锂离子电池储能技术向高能量密度、智能化和本质安全升级发展。在固定串并联的应用范式下，电池单体/模组的不一致性必然产生“电池系统短板效应”，导致电池系统的可用容量和运行寿命50%以上的性能衰减，无法满足电池储能系统高效、安全、可靠、经济的运行需求，严重制约了规模化电池储能系统的发展。

动态可重构电池储能技术（DRBN-BEST）作为一种信息-能源前沿交叉领域变革性技术，其核心思想是将互联网屏蔽终端差异性的技术体系引入大规模电池储能领域。通过对模拟连续电池单体/模组能量流的离散化数字化处理与管控，将电池固定串并联的连接方式改变为软件控制的动态重构连接，从根本上消除了“电池系统短板效应”，极大提升了电池系统的安全性、可靠性、寿命和效率。DRBN-BEST具备毫秒级电池网络拓扑动态重构、微秒级故障单体/模组的快速检测与隔离能力，可支持多种异构储能介质的数字化混用，可实现退役动力电池车上车下无缝衔接的数字无损梯次利用，是能源互联网领域的颠覆性技术。相比固定串并联电池管理（BMS）技术，DRBN-BSET具有高安全、高可靠、低成本、长寿命等优势，应用证明可延长系统寿命达100%，单次充放电过程提升系统可用容量达15%以上、直流侧能量效率达95%以上。

DRBN-BEST工作原理示意图

自2020年以来，清华大学、中国长江三峡集团有限公司、华电内蒙古能源有限公司、云储新能源科技有限公司、国网江苏省电力有限公司等单位组成的攻关团队，面向百兆瓦级动态可重构电池储能系统工程应用需求，从“核心装置-电池管控-智能运维-系统集成”等方面开展攻关，完成了百兆瓦级动态可重构电池储能系统体系架构和系统设计，构建了“数字能量交换系统（DESS）-PCS-EMS”三级大功率能量流的协同控制技术体系，研制了世界首套 50MW/100MWh 及100MW/200MWh 动态可重构电池储能系统。全套装备通过相关型式试验及CNAS第三方权威检测机构检测，在三峡新一代电网友好绿色数字储能电站、华电腾格里“沙戈荒”大基地动态可重构电池储能电站、江苏高比例新能源县域智慧配电网及新型储能示范中完成应用验证，全面验证了系统在实际运行场景中的可靠性与稳定性，形成了可复制、可推广的系统解决方案。

项目依托中国长江三峡集团有限公司“大规模先进电力储能关键技术”、国家重点研发计划“百兆瓦级动态可重构电池储能技术”，以及中国华电集团有限公司、国家电网有限公司总部科技项目等，累计研发周期超过3年，累计授权发明专利54项，登记软著15项，主持或参与标准7项，为成果推广应用奠定了坚实基础。项目构建了DRBN-BEST全链条研发和“产学研用”协同创新模式，实现了基础研究到规模化商用的全产业链闭环，为我国电池储能行业的绿色可持续发展起到了核心支撑作用。

作者丨清华电机