在“双碳”目标的背景下，电化学储能由于可提高清洁能源消纳能力、能源电力供应保障和能源电力系统效率效益而得到快速发展，但由于储能锂离子电池内部结构和电化学反应比较复杂，使得锂离子电池状态估计技术还不完善，同时储能系统与电网之间的交互影响复杂，从而严重制约着“新能源+储能”一体化的快速发展。随着大量的电力电子器件应用到电网，储能系统正常工况下直流侧会存在纹波电流，此外，系统常见的电网电压不平衡现象会造成储能系统直流侧电压电流出现大量谐波分量。

根据现有研究文献显示，关于纹波电流对锂离子电池寿命的影响因素体现了有效值、谐波频率等，但结果上还没有达成一致的共识，故纹波电流对锂离子电池寿命的影响还有待进一步研究。

电网防灾减灾全国重点实验室（长沙理工大学）等单位的夏向阳、陈贵全等学者，针对储能系统直流侧纹波电流对磷酸铁锂电池寿命影响问题，通过分析磷酸铁锂电池寿命模型的变化机理和规律，发现纹波电流下影响磷酸铁锂电池寿命的关键因素是电池充放电状态期间的电流平均值而非电流有效值，电池充放电状态期间电流的平均值越大，电池老化程度越快，并通过设计仿真以及实验验证了所发现的规律。

图1 实验平台和测试波形

研究者发现，纹波电流下影响磷酸铁锂电池寿命的关键因素是电池充放电状态期间的电流平均值而非电流有效值，电池充放电状态期间的电流平均值越大，电池老化程度越快且呈非线性。

图2 储能系统并网拓扑结构及控制示意图

研究者表示，纹波电流不会增大电池充放电状态下电流的平均值，可在工程应用中忽略纹波电流对储能磷酸铁锂电池寿命的影响，为优化储能系统安全经济运行的控制策略提供了依据。在电网不平衡时可采取抑制交流侧功率波动而放宽直流侧功率波动的优化控制策略，实现抑制交流侧功率波动而不影响磷酸铁锂电池寿命。

表1 光伏不同功率下的光储系统恒定有功功率并网情况

此外，在光储系统恒定有功功率并网时，基于电池老化特性曲线和储能系统并网谐波含量符合要求下，他们提出了一种延长储能电池使用寿命的多储能变流器协调控制策略，与传统控制策略相比，可减缓电池老化速度19.8%。

工作成果发表在2023年第22期《电工技术学报》，论文标题为“储能系统直流侧纹波电流对锂离子电池寿命影响分析及优化控制策略”。本课题得到国家自然科学基金项目和湖南省研究生科研创新项目的支持。