儲能技術實訓室建設解決方案

一、項目概述

在全球能源轉型及我國推進 “雙碳" 目標的背景下，儲能技術成為能源領域關鍵環節。本儲能技術實訓室建設項目旨在為儲能技術相關專業提供實踐教學與科研平臺，培養高素質專業人才，推動儲能技術發展。通過整合多種儲能技術，構建涵蓋教學、科研、創新及產學研合作功能的實訓平臺，滿足產業對儲能技術人才的需求。

參考圖片，實際根據需求定制開發

二、實驗教學設計

（一）基礎理論教學

運用實驗演示、虛擬仿真等手段，助力學生掌握儲能技術基本原理與概念。如借助鋰離子電池充放電實驗演示，讓學生直觀理解電池儲能原理；利用虛擬仿真軟件，模擬不同儲能系統運行場景，加深學生對理論知識的理解。

（二）實踐技能訓練

提供各類儲能系統操作平臺，使學生熟練掌握設計、安裝、調試、運行和維護技能。例如，在鋰離子電池實驗臺中，學生可進行電池組搭建、充放電測試及故障排查；在抽水蓄能演示裝置上，學習設備操作與系統運行維護。

（三）創新能力培養

鼓勵學生開展創新性實驗與研究，探索儲能技術新原理、新方法和新應用。學校可設立創新項目基金，支持學生自主選題，如研究新型儲能材料在儲能系統中的應用，或優化儲能系統控制策略等。

（四）產學研合作

搭建高校、科研機構和企業合作平臺，共同開展儲能技術研究、產品開發和測試驗證。例如，與企業合作開展儲能系統優化項目，學生參與其中，提升實踐能力的同時，促進科技成果轉化。

三、系統功能

（一）儲能功能

實現多種儲能技術的電能、熱能等儲存，滿足不同場景下的儲能需求。如鋰離子電池用于電網調頻和分布式儲能模擬，抽水蓄能演示裝置模擬大規模儲能調峰。

（二）能量轉換功能

通過功率轉換系統（PCS）、DC - DC 變換器、DC - AC 逆變器等設備，將儲能單元的能量轉換為符合電網或負載要求的形式，確保能量高效傳輸與利用。

（三）監控與能量管理功能

實時監測儲能系統運行狀態，采集和分析數據，優化控制策略，實現能量智能管理。例如，根據電網負荷變化，自動調整儲能系統充放電策略，提高能源利用效率。

（四）安全保護功能

配備完善的安全保護裝置，如過壓保護、過流保護、短路保護、漏電保護等，保障師生安全與設備正常運行。

四、系統組成

（一）儲能單元

1．鋰離子電池實驗臺：規格為 5kWh/2kW，能量密度≥150Wh/kg，循環壽命≥2000 次，充放電倍率≥1C，符合 GB/T 36276 - 2018 標準。用于演示鋰離子電池充放電特性、容量衰減、溫度特性等，配備電池管理系統（BMS），實現電池狀態監測與保護。

2．鉛酸電池實驗臺：規格 2kWh/1kW，能量密度≥30Wh/kg，循環壽命≥500 次，充放電倍率≥0.2C，符合 GB/T 22473 - 2008 標準。可演示鉛酸電池充放電特性等，配備充電機和放電器，控制充放電過程。

3．抽水蓄能演示裝置：功率 1kW，水泵揚程≥50m，水輪機額定功率≥1kW，能量轉換效率≥75%。通過微縮模型展示抽水蓄能電站工作原理，包括水泵、水輪機、水庫等部件。

4．飛輪儲能演示裝置：功率 1kW，額定轉速≥10000rpm，儲能密度≥10Wh/kg。利用透明外殼展示飛輪結構與旋轉過程，演示儲能系統工作原理。

5．蓄熱水箱實驗臺：容積≥1m3，保溫性能符合 GB/T 4271 - 2007 標準，換熱效率≥80%。用于演示蓄熱水箱儲熱和釋熱過程，研究不同工況下溫度分布和能量轉換效率。

（二）能量轉換單元

1．功率轉換系統（PCS）：額定功率≥2kW，轉換效率≥95%，功率因數≥0.99，諧波含量≤3%，響應速度≤20ms。連接儲能單元和電網，控制充放電功率，調節電網電壓和頻率，提高電能質量。

2．DC - DC 變換器：額定功率≥1kW，轉換效率≥90%，輸出電壓穩定度≤1%。實現不同電壓等級直流電能轉換，滿足儲能系統內部設備供電需求。

3．DC - AC 逆變器：額定功率≥1kW，轉換效率≥92%，輸出電壓 THD≤3%，輸出頻率穩定度≤0.5%。將直流電能轉換為交流電能，接入電網或為交流負載供電。

（三）監控與能量管理系統

1．數據采集精度：電壓 ±0.5%，電流 ±1%，溫度 ±1℃，確保準確采集儲能系統運行參數。

2．數據存儲容量：≥1TB，滿足長時間大量數據存儲需求。

3．控制響應時間：≤100ms，保證系統快速響應控制指令。

4．通信接口：支持 Modbus、TCP/IP 等通信協議，實現與各子系統數據交互。

（四）安全保護功能

1．過壓保護：動作電壓≤1.1 倍額定電壓，動作時間≤10ms。

2．過流保護：動作電流≤1.2 倍額定電流，動作時間≤10ms。

3．短路保護：動作時間≤5ms。

4．漏電保護：動作電流≤30mA，動作時間≤100ms。

五、系統性能測試

（一）測試指標體系

1．效率指標：測試充放電效率、能量轉換效率，評估儲能系統能量轉換能力。

2．響應特性指標：檢測響應時間、調節精度、過沖量，衡量系統對外部指令或電網變化的響應能力。

3．安全性能指標：測試過壓保護、過流保護等，確保系統安全性。

4．壽命與可靠性指標：評估循環壽命、日歷壽命、平均故障間隔時間，了解系統長期運行能力。

5．環境適應性指標：測試高溫性能、低溫性能等，掌握系統在不同環境下的性能變化。

（二）測試方法與流程

1．系統功能測試：針對不同設備進行充放電測試、容量測試等，驗證系統功能是否正常。

2．性能參數測試：遵循相關標準，使用專業設備和軟件測量系統性能參數，評估整體性能。

3．安全性測試：模擬異常工況，觀察保護裝置動作情況，確保系統安全。

4．長期運行測試：模擬實際運行工況，定期測量性能參數，評估壽命和可靠性。

5．測試流程規范：包括測試準備、設備連接、參數設置、數據采集、分析、評估和報告編寫，確保測試準確可靠。

六、系統實施與售后服務

（一）系統實施

根據高校的實際需求和場地條件，進行系統的安裝、調試和部署。為高校提供設備選型建議，確保硬件設施滿足系統運行要求。

（二）培訓服務

成立專業技術培訓隊伍，為高校教師和學生提供系統培訓。內容包括系統的基本原理、操作使用方法、實驗項目開展流程、常見故障排除等，幫助師生快速掌握系統使用技巧。

（三）售后服務

提供自驗收交付之日起 2 年的免費維護服務。設立專門的服務熱線，及時響應高校的技術咨詢和問題反饋。一般性問題1小時內反饋意見，8小時內解決；復雜問題 3 個工作日內給出解決方案。根據需要，提供遠程維護或上門服務，并在服務后進行回訪，確保高校滿意。