周珊 周永光

摘 要：文章阐述了传统UPS进行调峰储能应用技术方案，提出了充放电管理装置的功能要求和二次利用电池作为储能单元的技术要求，介绍了调峰管理应注意的问题，传统UPS进行调峰储能应用技术能够提高UPS的供电安全性，延长后备供电时间，降低电力消耗成本，降低运营成本。

关键词：UPS；调峰储能；应用

中图分类号：TN86 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2018）19-0171-02

Abstract： This paper expounds the technical scheme of traditional UPS for peak energy storage， puts forward the functional requirement of charge and discharge management device and the technical requirements of secondary use of battery as energy storage unit， and introduces the problems that should be paid attention to in peak-shaving management. Traditional UPS peak-shaving energy storage technology can improve the security of UPS power supply， prolong the backup power supply time， reduce the cost of power consumption， and reduce the operating cost.

Keywords： UPS； peak-shaving energy storage； application

1 概述

隨着金融、互联网、物联网等技术的发展，机房的总电源功率需求越来越大，对UPS的功率要求也越来越高。UPS中的蓄电池作为应急的后备电源，后备时间越长，UPS的性能越稳定，但是投资成本也越高，一般标准配置是只支持10-15分钟。用户在配置供电系统时既希望负载可以保持较长的后备时间，也希望降低电池成本，减少投资浪费[1-3]。

2 基于传统UPS的调峰应用方案

功率大于5kVA的UPS电源系统一般采用在线式连接，当由市电输入的情况下，交流电通过整流、滤波后通过内部的逆变器再次转换成稳定交流电为负载供电。一旦市电中断，UPS中的逆变器由蓄电池组提供的电能来维持负载的正常运转，供电转换时间为零，大大减小了电网内部串入的干扰或电压波动对负载造成的影响。

为满足容量需求，一般需要将新增的多组蓄电池并联汇流后再与原有的蓄电池组并联连接，每组蓄电池采用一套充放电管理装置进行单独的充放电管理，消除蓄电池组直接并联的影响。传统UPS进行调峰储能应用系统连接如图1所示，新增的储能部分包括蓄电池组*N，与各个蓄电池组连接的充放电管理装置*N，用于检测整流器及原有蓄电池组的输出电流的互感器A，用于检测逆变器输入电流的互感器C，用于检测新增储能系统总电流的互感器B。

2.1 充放电管理装置功能要求

隔离功能：本方案中的充放电管理装置分充电回路和放电回路分别管理，其中放电回路具有单向导通器件如二极管，使放电电流只能由蓄电池组向直流母线方向，避免蓄电池组之间互相充电；其中充电回路采用PWM技术进行闭环的充电电流限制，即使蓄电池组之间存在压差，也不会出现大电流对蓄电池组造成损伤。

单独的充放电管理：本方案中的充放电管理装置实时采集所管理电池组各个蓄电池单体的电压、内阻等电气量，实时掌握蓄电池组容量。充放电管理装置具备CPU控制中心，能够处理所采集的数据信息并自动给出蓄电池质量评估信息，也能够控制当前蓄电池组处于何种状态，可

以选择合适的启动或中断对其进行管理，有效保护电池和设备的运行安全。

升压功能：本方案中的充放电管理装置，其放电通道又细分为两个并联通道，其一是单相器件输出通道，保证整流器输出电压低时零时间切换为负载供电；另一个是BOOST升压通道，在接收到放电命令后，将蓄电池组电压升高至特定值，为负载供电。

2.2 调峰储能单元

本方案支持使用退役后修复使用的铅酸蓄电池，退役后具备剩余利用价值的动力电池，各种类型蓄电池、各种容量等级、电压等级、品牌的蓄电池均可通过蓄电池充放电管理装置并联使用。二次利用电池的循环使用寿命与投资成本是提高经济效益的关键，因此对退役后电池并不能直接使用，需要经筛选、修复、检验、重组等一系列过程，以最大程度地发挥二次利用电池的剩余价值。

2.2.1 铅酸蓄电池的修复技术要求

国际公认铅酸蓄电池在实际容量低于额定容量的80%时，其使用性能急剧下降，一般规定，当蓄电池实际容量低于额定容量80%之后应报废处理。大量的铅酸蓄电池未达到设计寿命，因缺液或硫酸盐化等原因导致容量降低而提前失效，造成巨大的经济损失和环境污染。针对失水和硫酸盐化导致提前失效的蓄电池修复技术近年层出不穷，如大电流充电技术、负脉冲技术、添加活性剂技术、高频脉冲修复技术、修复液修复技术等。不同的修复技术都各有优劣，但是要将修复后蓄电池作为调峰储能单元。

2.2.2 动力电池性能的技术问题

退役动力电池仍具有70%以上的剩余容量[5]，但是梯次利用动力电池性能指标不如新电池，其稳定性、安全性也都不如新电池的状态。动力电池作为调峰储能单元，应在过充、过放、针刺、短路极限测试条件下没有发生起火、爆炸、燃烧现象，才能满足使用要求。退役动力电池的老化状态存在不一致性，因此需要经过严苛的质量检查和筛选、重组过程以及一致性检测，以保证动力电池的技术指标、安全性、稳定性等符合使用要求。