荆门职业学院《储能技术》2025-2026学年期末试卷(A卷)

荆门职业学院《储能技术》2025-2026学年期末试卷(A卷)适用专业：储能材料技术、发电厂及电力系统、新能源发电技术考试时长：120分钟考试形式：闭卷总分：100分一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未选均无分。）1.按照能量存储的基本形式分类，以下属于电化学储能的是（）A.抽水蓄能B.磷酸铁锂电池储能C.压缩空气储能D.飞轮储能2.依据国家能源局《新型储能发展行动方案（2023-2025年）》，我国到2025年新型储能装机规模目标不低于（）A.2000万千瓦B.3000万千瓦C.5000万千瓦D.1亿千瓦3.根据《电化学储能电站安全规程》（GB/T42288-2022），电化学储能电站电池室的环境温度宜控制在（）A.0℃~20℃B.5℃~35℃C.20℃~45℃D.30℃~60℃4.以下储能技术中，响应速度最快、适合参与电网一次调频的是（）A.抽水蓄能B.压缩空气储能C.飞轮储能D.重力储能5.湖北省已建成的装机容量最大的抽水蓄能电站是（）A.白莲河抽水蓄能电站B.鹤峰走马抽水蓄能电站C.通山大幕山抽水蓄能电站D.竹山潘口抽水蓄能电站6.动力型磷酸铁锂电池在100%放电深度（DOD）下的常规循环寿命范围是（）A.500~1000次B.1000~2000次C.3000~6000次D.10000次以上7.储能系统中，承担交直流双向电能转换功能的核心设备是（）A.电池管理系统（BMS）B.储能变流器（PCS）C.能量管理系统（EMS）D.温控系统8.以下储能技术路线中，最适合4小时以上长时储能场景的是（）A.锂离子电池储能B.飞轮储能C.全钒液流电池储能D.超级电容储能9.抽水蓄能电站的综合往返效率通常为（）A.40%~50%B.70%~80%C.85%~90%D.90%以上10.当前量产钠离子电池的能量密度范围通常为（）A.50~80Wh/kgB.100~160Wh/kgC.200~300Wh/kgD.300~400Wh/kg11.电化学储能电站中，用于实时监控电池单体电压、温度、电流等参数，保障电池安全运行的核心系统是（）A.PCSB.BMSC.EMSD.消防联动系统12.我国用户侧储能当前收益确定性最高的应用模式是（）A.峰谷价差套利B.需求响应补贴C.虚拟电厂分成D.辅助服务交易13.先进绝热压缩空气储能技术的系统效率最高可达到（）A.30%~40%B.50%~60%C.60%~75%D.80%~90%14.按照湖北省现行峰谷电价政策，工业用户用电成本最低的时段是（）A.8:00~12:00B.12:00~14:00C.23:00~次日7:00D.18:00~22:0015.以下储能技术中，属于机械储能范畴的是（）A.液流电池储能B.超级电容储能C.重力储能D.氢能储能16.电化学储能电站的电池簇通常由多个电池模组通过哪种连接方式组成，以提升系统电压等级（）A.串联B.并联C.先串后并D.先并后串17.下列关于三元锂电池与磷酸铁锂电池的性能对比，说法正确的是（）A.三元锂电池安全性能优于磷酸铁锂电池B.三元锂电池能量密度低于磷酸铁锂电池C.磷酸铁锂电池循环寿命优于三元锂电池D.磷酸铁锂电池低温性能优于三元锂电池18.储能电站中，负责全站能量调度、优化运行策略、实现多系统协同控制的核心系统是（）A.BMSB.PCSC.EMSD.视频监控系统19.根据《电力安全工作规程》，1000V以下低压电气设备的绝缘电阻应不低于（）A.0.5MΩB.1MΩC.5MΩD.10MΩ20.以下哪种储能技术最适合用于用户侧不间断电源（UPS）备用场景（）A.抽水蓄能B.压缩空气储能C.锂离子电池储能D.重力储能二、多项选择题（本大题共10小题，每小题2分，共20分。在每小题列出的四个备选项中至少有两个是符合题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。多选、少选、错选或未选均无分。）1.新型储能的核心应用场景包括（）A.电源侧储能B.电网侧储能C.用户侧储能D.辅助服务2.磷酸铁锂电池成为当前电化学储能主流技术路线的核心优势包括（）A.能量密度高B.循环寿命长C.安全性能好D.原材料成本低3.电化学储能电站的核心系统组成包括（）A.电池系统B.储能变流器（PCS）C.电池管理系统（BMS）D.能量管理系统（EMS）4.以下属于长时储能技术范畴的有（）A.抽水蓄能B.压缩空气储能C.全钒液流电池储能D.飞轮储能5.储能在新型电力系统中的核心作用包括（）A.提升新能源消纳能力B.参与电网调峰调频C.提升供电可靠性D.优化电网投资效益6.下列关于全钒液流电池的技术特点，说法正确的有（）A.电解液为钒的硫酸溶液B.功率与容量可独立设计C.循环寿命可达10000次以上D.适合长时储能场景7.电化学储能电站日常运维的基本安全要求包括（）A.巡检人员佩戴绝缘防护用具B.严禁带电拆卸高压电池模组C.电池舱内严禁明火作业D.高压故障排查需双人作业8.用户侧储能的主要收益模式包括（）A.峰谷价差套利B.需量电费减免C.需求响应补贴D.备用电源增值9.以下属于电化学储能技术范畴的有（）A.锂离子电池储能B.全钒液流电池储能C.超级电容储能D.飞轮储能10.湖北省储能产业发展的核心优势包括（）A.新能源装机增长快，储能市场需求大B.山地资源丰富，抽水蓄能选址条件好C.新能源装备产业基础扎实，配套能力强D.峰谷价差为全国最高水平三、判断题（本大题共10小题，每小题1分，共10分。请判断每小题的正误，正确的在题后括号内打“√”，错误的打“×”。）1.按照国家能源局的技术分类，抽水蓄能属于新型储能范畴。（）2.三元锂电池的安全性能优于磷酸铁锂电池。（）3.飞轮储能的响应速度快于锂离子电池储能。（）4.全钒液流电池的功率等级与储能容量可独立设计，适配不同时长的储能需求。（）5.储能变流器（PCS）仅能实现直流到交流的单向电能转换。（）6.湖北省工业用户的低谷电价时段为每日23:00至次日7:00。（）7.钠离子电池的核心原材料钠资源储量丰富，制造成本低于磷酸铁锂电池。（）8.电池管理系统（BMS）可直接对电网运行进行调度控制。（）9.电化学储能电站的电池舱可依靠人工巡检替代自动消防系统。（）10.用户侧需量管理是指通过储能平抑负荷峰值，降低用户最大需量，从而减少基本电费支出。（）四、简答题（本大题共4小题，每小题5分，共20分。）1.简述新型储能的定义及我国当前主流的新型储能技术类型。2.简述电化学储能电站中电池管理系统（BMS）的核心功能。3.简述储能在用户侧的主要应用价值。4.简述磷酸铁锂电池热失控的主要诱因及核心预防措施。五、实务操作题（本大题共2小题，每小题10分，共20分。要求写出必要的分析过程或操作要点，条理清晰。）1.荆门市某工业园区1MW/2MWh用户侧磷酸铁锂储能电站在日常巡检中，运维人员发现3号电池簇第4排第6节电池单体电压为2.8V，而同簇其他单体电压均稳定在3.2V~3.3V之间，电池温度、簇绝缘电阻等其余参数均无异常。请结合所学知识，简述该单体电压异常故障的排查流程及处理要点。2.荆门市某县域电网拟新建一套电网侧新型储能电站，用于缓解夏季高峰时段供电压力，已知该电网高峰时段最大供电缺口为25MW，需持续供电2小时。若采用磷酸铁锂电池储能系统，系统交流侧综合放电效率按90%计算，电池系统（含模组、簇级BMS）的能量密度按130Wh/kg计算，请计算：（1）该储能电站的最低额定交流功率配置要求；（2）电池系统的最小直流容量要求；（3）电池系统的最小总质量（计算结果保留两位小数，功率单位为MW，容量单位为MWh，质量单位为t）。六、案例分析题（本大题共1小题，共10分。要求结合材料和所学知识分析，逻辑清晰，要点明确。）案例：荆门市某装备制造工业园区现有最高负荷8MW，年用电量约4000万kWh，园区已建成2MWp分布式光伏电站，当前工业用户峰谷价差为0.9元/kWh（高峰电价1.2元/kWh，低谷电价0.3元/kWh），基本电费按最大需量收取，标准为30元/kW·月。园区拟建设一套2MW/4MWh磷酸铁锂储能系统，系统充放电综合效率为90%，年运行天数按300天计算，每天完成1次完整的峰谷套利循环（低谷时段充满、高峰时段放完），同时可平抑园区负荷峰值，降低最大需量约1MW。请结合上述材料，回答以下问题：（1）计算该储能系统的年峰谷套利收益；（2）计算该储能系统的年需量电费减免收益；（3）简述该储能系统除上述两项收益外，还可为园区带来哪些增值服务。参考答案及评分标准一、单项选择题（每小题1分，共20分）1.B2.C3.B4.C5.A6.C7.B8.C9.B10.B11.B12.A13.C14.C15.C16.A17.C18.C19.A20.C二、多项选择题（每小题2分，共20分）1.ABCD2.BCD3.ABCD4.ABC5.ABCD6.ABCD7.ABCD8.ABCD9.ABC10.ABC三、判断题（每小题1分，共10分）1.×2.×3.√4.√5.×6.√7.√8.×9.×10.√四、简答题（每小题5分，共20分）1.（1）定义：新型储能是指除抽水蓄能外，以电力为主要输出形式的储能技术，具有建设周期短、选址灵活、调节速度快等特点（2分）。（2）主流技术类型：包括电化学储能（锂离子电池、钠离子电池、液流电池等）、机械储能（压缩空气储能、飞轮储能、重力储能等）、电磁储能（超级电容、超导储能等）、化学储能（氢能储能等）四大类，其中锂离子电池储能是当前应用最广泛的技术路线（3分）。2.BMS的核心功能包括：（1）数据采集功能：实时采集电池单体/模组/簇的电压、电流、温度等运行参数（1分）；（2）状态估算功能：估算电池的荷电状态（SOC）、健康状态（SOH）、功率状态等（1分）；（3）安全保护功能：对过充、过放、过温、过流、短路等故障进行预警和保护动作（1分）；（4）均衡管理功能：通过主动或被动均衡缩小单体间的电压差，提升电池组整体利用率（1分）；（5）通信交互功能：与PCS、EMS、监控系统等进行数据交互，支持系统协同控制（1分）。3.储能在用户侧的应用价值包括：（1）峰谷价差套利：利用低谷电价充电、高峰电价放电，降低用电成本（1分）；（2）需量管理：平抑负荷峰值，降低用户最大需量，减少基本电费支出（1分）；（3）提升供电可靠性：作为备用电源，在电网停电时保障关键负荷供电（1分）；（4）促进新能源消纳：配套分布式光伏、风电建设，减少弃光弃风，提升自发自用率（1分）；（5）参与电网互动：通过需求响应、虚拟电厂等模式参与电网调节，获取额外收益（1分）。4.（1）主要诱因：电池内部短路（制造缺陷、机械损伤）、过充过放、过热（环境温度过高、散热不良）、机械abuse（穿刺、挤压）、外部短路等（2分）。（2）核心预防措施：①优化电池制造工艺，提升单体一致性；②配置高精度BMS，实现过充过放、过温过流保护；③设计合理的温控系统，保障电池工作温度在适宜范围；④配置多级消防系统，实现早期预警和早期抑制；⑤规范运维流程，定期开展电池性能检测和隐患排查（3分，答出3项即可得满分）。五、实务操作题（每小题10分，共20分）1.（1）排查流程：①信息核实：调取BMS历史数据，确认该单体电压异常的起始时间、电压变化趋势，排查是否存在过放、过温等历史故障记录（2分）；②现场检查：佩戴绝缘防护用具后，打开对应电池模组盖板，检查单体外观是否有鼓胀、漏液、破损等异常，检查连接排是否松动、接触不良（2分）；③性能检测：使用高精度万用表测量单体实际电压，与BMS采集数据对比，排查是否为采集线路故障；若电压确实偏低，检测单体内阻，判断是否为内部微短路（2分）。（2）处理要点：①若为采集线路故障，紧固采集线端子或更换采集线路，复测电压正常后恢复运行（1分）；②若为单体漏液、鼓胀等硬件故障，需将该电池簇退出运行，断开簇级高压开关，放电至安全电压后更换同规格、同SOC的备用单体（1分）；③更换完成后，进行均衡充电，确认单体电压一致性符合要求后，逐步恢复电池簇运行，并加强后续72小时的运行监控（1分）；④记录故障原因、处理过程和结果，更新设备运维档案，排查同批次电池是否存在同类隐患（1分）。2.计算过程及结果：（1）额定交流功率最低配置要求：需满足高峰时段25MW的供电缺口，因此额定交流功率不低于25MW（3分）。（2）电池系统最小直流容量：系统交流侧放电容量需求为25MW×2h=50MWh，交流侧综合放电效率为90%，因此电池直流侧最小容量=50MWh÷90%≈55.56MWh（4分）。（3）电池系统最小总质量：电池系统能量密度为130Wh/kg，因此最小质量=55.56×10^6Wh÷130Wh/kg≈427384.62kg≈427.38t（3分）。六、案例分析