储能技术实训室建设解决方案

一、项目概述

在全球能源转型及我国推进 “双碳” 目标的背景下，储能技术成为能源领域关键环节。本储能技术实训室建设项目旨在为储能技术相关专业提供实践教学与科研平台，培养高素质专业人才，推动储能技术发展。通过整合多种储能技术，构建涵盖教学、科研、创新及产学研合作功能的实训平台，满足产业对储能技术人才的需求。

参考图片，实际根据需求定制开发

二、实验教学设计

（一）基础理论教学

运用实验演示、虚拟仿真等手段，助力学生掌握储能技术基本原理与概念。如借助锂离子电池充放电实验演示，让学生直观理解电池储能原理；利用虚拟仿真软件，模拟不同储能系统运行场景，加深学生对理论知识的理解。

（二）实践技能训练

提供各类储能系统操作平台，使学生熟练掌握设计、安装、调试、运行和维护技能。例如，在锂离子电池实验台中，学生可进行电池组搭建、充放电测试及故障排查；在抽水蓄能演示装置上，学习设备操作与系统运行维护。

（三）创新能力培养

鼓励学生开展创新性实验与研究，探索储能技术新原理、新方法和新应用。学校可设立创新项目基金，支持学生自主选题，如研究新型储能材料在储能系统中的应用，或优化储能系统控制策略等。

（四）产学研合作

搭建高校、科研机构和企业合作平台，共同开展储能技术研究、产品开发和测试验证。例如，与企业合作开展储能系统优化项目，学生参与其中，提升实践能力的同时，促进科技成果转化。

三、系统功能

（一）储能功能

实现多种储能技术的电能、热能等储存，满足不同场景下的储能需求。如锂离子电池用于电网调频和分布式储能模拟，抽水蓄能演示装置模拟大规模储能调峰。

（二）能量转换功能

通过功率转换系统（PCS）、DC - DC 变换器、DC - AC 逆变器等设备，将储能单元的能量转换为符合电网或负载要求的形式，确保能量高效传输与利用。

（三）监控与能量管理功能

实时监测储能系统运行状态，采集和分析数据，优化控制策略，实现能量智能管理。例如，根据电网负荷变化，自动调整储能系统充放电策略，提高能源利用效率。

（四）安全保护功能

配备完善的安全保护装置，如过压保护、过流保护、短路保护、漏电保护等，保障师生安全与设备正常运行。

四、系统组成

（一）储能单元

1．锂离子电池实验台：规格为 5kWh/2kW，能量密度≥150Wh/kg，循环寿命≥2000 次，充放电倍率≥1C，符合 GB/T 36276 - 2018 标准。用于演示锂离子电池充放电特性、容量衰减、温度特性等，配备电池管理系统（BMS），实现电池状态监测与保护。

2．铅酸电池实验台：规格 2kWh/1kW，能量密度≥30Wh/kg，循环寿命≥500 次，充放电倍率≥0.2C，符合 GB/T 22473 - 2008 标准。可演示铅酸电池充放电特性等，配备充电机和放电器，控制充放电过程。

3．抽水蓄能演示装置：功率 1kW，水泵扬程≥50m，水轮机额定功率≥1kW，能量转换效率≥75%。通过微缩模型展示抽水蓄能电站工作原理，包括水泵、水轮机、水库等部件。

4．飞轮储能演示装置：功率 1kW，额定转速≥10000rpm，储能密度≥10Wh/kg。利用透明外壳展示飞轮结构与旋转过程，演示储能系统工作原理。

5．蓄热水箱实验台：容积≥1m³，保温性能符合 GB/T 4271 - 2007 标准，换热效率≥80%。用于演示蓄热水箱储热和释热过程，研究不同工况下温度分布和能量转换效率。

（二）能量转换单元

1．功率转换系统（PCS）：额定功率≥2kW，转换效率≥95%，功率因数≥0.99，谐波含量≤3%，响应速度≤20ms。连接储能单元和电网，控制充放电功率，调节电网电压和频率，提高电能质量。

2．DC - DC 变换器：额定功率≥1kW，转换效率≥90%，输出电压稳定度≤1%。实现不同电压等级直流电能转换，满足储能系统内部设备供电需求。

3．DC - AC 逆变器：额定功率≥1kW，转换效率≥92%，输出电压 THD≤3%，输出频率稳定度≤0.5%。将直流电能转换为交流电能，接入电网或为交流负载供电。

（三）监控与能量管理系统

1．数据采集精度：电压 ±0.5%，电流 ±1%，温度 ±1℃，确保准确采集储能系统运行参数。

2．数据存储容量：≥1TB，满足长时间大量数据存储需求。

3．控制响应时间：≤100ms，保证系统快速响应控制指令。

4．通信接口：支持 Modbus、TCP/IP 等通信协议，实现与各子系统数据交互。

（四）安全保护功能

1．过压保护：动作电压≤1.1 倍额定电压，动作时间≤10ms。

2．过流保护：动作电流≤1.2 倍额定电流，动作时间≤10ms。

3．短路保护：动作时间≤5ms。

4．漏电保护：动作电流≤30mA，动作时间≤100ms。

五、系统性能测试

（一）测试指标体系

1．效率指标：测试充放电效率、能量转换效率，评估储能系统能量转换能力。

2．响应特性指标：检测响应时间、调节精度、过冲量，衡量系统对外部指令或电网变化的响应能力。

3．安全性能指标：测试过压保护、过流保护等，确保系统安全性。

4．寿命与可靠性指标：评估循环寿命、日历寿命、平均故障间隔时间，了解系统长期运行能力。

5．环境适应性指标：测试高温性能、低温性能等，掌握系统在不同环境下的性能变化。

（二）测试方法与流程

1．系统功能测试：针对不同设备进行充放电测试、容量测试等，验证系统功能是否正常。

2．性能参数测试：遵循相关标准，使用专业设备和软件测量系统性能参数，评估整体性能。

3．安全性测试：模拟异常工况，观察保护装置动作情况，确保系统安全。

4．长期运行测试：模拟实际运行工况，定期测量性能参数，评估寿命和可靠性。

5．测试流程规范：包括测试准备、设备连接、参数设置、数据采集、分析、评估和报告编写，确保测试准确可靠。

六、系统实施与售后服务

（一）系统实施

根据高校的实际需求和场地条件，进行系统的安装、调试和部署。为高校提供设备选型建议，确保硬件设施满足系统运行要求。

（二）培训服务

成立专业技术培训队伍，为高校教师和学生提供系统培训。内容包括系统的基本原理、操作使用方法、实验项目开展流程、常见故障排除等，帮助师生快速掌握系统使用技巧。

（三）售后服务

提供自验收交付之日起 2 年的免费维护服务。设立专门的服务热线，及时响应高校的技术咨询和问题反馈。一般性问题1小时内反馈意见，8小时内解决；复杂问题 3 个工作日内给出解决方案。根据需要，提供远程维护或上门服务，并在服务后进行回访，确保高校满意。