隨著電池所有者和運營商尋求最大化其資產(chǎn)回報，他們同時面臨著應對和管理電池退化的巨大挑戰(zhàn)。這仍然是是池行業(yè)最突出的挑戰(zhàn)之一，預計電池到達壽命終止（EoL）期可以持續(xù)使用約15年。

電池退化將會導致電池容量、充放電次數(shù)、效率以及最終投資回報率的下降。

簡單地說，電池退化是一個嚴重的經(jīng)濟問題，這根據(jù)電池的使用方式而有所不同。因此，必須分析和監(jiān)測導致電池退化的因素。其中包括溫度、斜坡速率、平均充電狀態(tài)（SOC）和放電深度（DOD）。

分析這些因素的影響，這對于評估響應不同市場信號的電池充電或放電決策的成本效益至關(guān)重要。

因為提供單個/多個服務的電池可以根據(jù)其負載情況和充放電水平選擇參與各種市場，例如頻率調(diào)節(jié)或平衡機制（BM）市場，而這些市場具有不同的風險等級。

2014年開通運營的Leighton Buzzard電池儲能系統(tǒng)是英國第一個電網(wǎng)規(guī)模鋰離子電池儲能系統(tǒng)

充電周期到底是什么？

令人困惑的是，電池行業(yè)對“充電周期”有著不同的定義。在一些電池廠商提供的商業(yè)文件中（例如保修單），通常是通過進出電池的總能量除以電池容量來計算充電周期，盡管這是一個相對簡單的計算，它實際上只告訴了用戶“等效全循環(huán)” （EFC）的數(shù)量。

等效全循環(huán)（EFC）并不能量化放電深度（DoD），因為放電深度（DoD）會影響電池充電周期的深度。例如，等效全循環(huán)（EFC）無法區(qū)分100％放電深度（DoD）的1個充放電循環(huán)與50％放電深度（DoD）的2個充放電循環(huán)，以及10％放電深度（DoD）的10個充放電循環(huán)。在等效全循環(huán)（EFC）中完全忽略了放電深度。出于這個原因，KiWi Power公司利用Rainflow算法作為分析放電深度（DoD）方面的每個“實際周期”的工具。

放電深度（DoD）是電池退化的主要因素之一。例如，當以接近100％放電深度（DoD）操作時，鋰離子電池的退化率比在10％放電深度（DoD）下以相同的充電操作時提高了10倍。未來可能會將放電深度（DoD）測量將納入電池保修范圍內(nèi)。尤其是當電池從放電深度（DoD）較淺的頻率調(diào)節(jié)應用轉(zhuǎn)向需要放電更深的平衡機制（BM）應用等其他項目時。

Rainflow工具以及如何用于電池分析

Rainflow放電周期計數(shù)工具是用于放電深度（DoD）計算的算法。它需要不規(guī)則的負載曲線并量化每個周期的放電深度（DoD）、平均充電狀態(tài)（SOC）和時間段。這有助于描述電池充放電的行為方式，并使操作人員能夠做出明智的決策。

如下圖所示，典型的負載曲線可能非常嘈雜，進行計數(shù)幾乎不可能。Rainflow計數(shù)工具的直方圖通過根據(jù)其放電深度（DoD）和平均充電狀態(tài)（SOC）對放電周期進行分類來理解數(shù)據(jù)。

更重要的是，該工具通過識別更高的放電深度（DoD）或具有超出可接受的平均充電狀態(tài)（SOC）范圍的充放電周期來解決電池退化問題。

英國平衡機制（BM）市場的能源交易

平衡機制（BM）能源交易將需要更深的充放電。Kiwi Power公司的分析表明，與固定頻率響應（FFR）相比，平衡機制（BM）中的電池的放電深度通常高出20％-30％。另一方面，平均充電狀態(tài)（SOC）將根據(jù)平衡機制（BM）模型中設定的價格點而有很大差異。如果沒有充電狀態(tài)（SOC）管理計劃，主動定價策略將導致電池具有非常低的平均充電狀態(tài)（SOC）（通常<20％），而被動定價策略將導致電池資產(chǎn)具有更高的平均充電狀態(tài)（SOC）（通常> 80％）。

隨著電池案例越來越多地參與批發(fā)和平衡機制（BM）的市場，這些數(shù)據(jù)表明需要選擇電池管理系統(tǒng)來獲取這些見解，以降低電池退化風險，并優(yōu)化收入。

KiWi Power公司專家團隊致力于采用智能技術(shù)、深入的市場洞察力和專業(yè)知識來實現(xiàn)這一目標。自2014年部署英國Leighton Buzzard的第一個電網(wǎng)電池儲能系統(tǒng)以來，KiWi Power公司部署的用戶側(cè)儲能系統(tǒng)和電網(wǎng)側(cè)儲能系統(tǒng)的裝機容量達到50MW以上。該公司測量電池負載曲線和分析充電周期的新方法是確保客戶儲能資產(chǎn)實現(xiàn)最大價值和預期壽命的一種方法。