储能系统是指将电能等形式的能量,通过不同媒介存储起来,在有需要的时候再将其释放的一种系统。
大规模储能系统通常以集装箱作为载体,在其中组装了电池系统、能量管理系统、电池管理系统(BMS)、变流器系统(PCS)、冷却系统、消防系统以及照明和监控系统。
电池系统:通常由数个电池簇组成,电池簇则由数个电池包组成,视电池包结构的不同,电池包中可能带有电池管理系统(BMU)。
能量管理系统:称为EMS(EnergyManagementSystem),主要是对电站的实时运行状态信息进行监控,包括系统功率曲线、电池电压温度信息、累计处理电量信息及其他约定的监测信息。
电池管理系统:称为BMS(BatteryManagementSystem),主要对电池组的充放电保护进行管理。充满电时能保证各单体电池之间的电压差异小于设定值,实现电池组各单体电池的均充,有效地改善了串联充电方式下的充电效果。同时检测电池组中各个单体电池的过压、欠压、过流、短路、过温状态,保护并延长电池使用寿命。一般是三级架构,即电池包-电池簇-电池系统各有一个控制单元。
变流器系统:称为PCS(PowerConversionSystem),锂离子电池输出的是直流电,在电池与电网的相互作用时,需要进行交直流转换,这就需要储能变流器系统。储能变流器可以完成电网和电池的双向能量流动,并通过控制策略实现对电池系统的充放电管理、网测负荷功率跟踪、电池储能系统充放电功率控制和正常及孤岛运行方式下网测电压的控制;具有高转换效率、宽电压输入范围、快速并离网切换和方便维护等特点,同时具备完善的保护功能,如孤岛保护、直流过压保护和低电压穿越(可选)等,满足系统并、离网要求。
冷却系统:因为锂电池对系统运行温度有范围要求,所以需要控制环境温度。通常来说有风冷和液冷两种形式。风冷作为传统的冷却方式,技术成熟,应用广泛,缺点则是需要留有风道,整体体积较大;液冷则是最近逐渐流行的冷却方式,特点在于采用液体降温,有更高的冷却效率,同时不需要风道,使整体的体积更小,能量比更高,缺点则是价格较高,技术不如风冷成熟。
消防系统:锂离子电池系统较传统的铅酸电池来说,发热量较大,热稳定性也不如铅酸电池,在运行过程中有起火的风险。因此消防系统是锂离子电池储能中的重要组成部分。集装箱储能系统一般采用管网式消防,介质为七氟丙烷或者全氟己酮,也有结合使用水喷淋的案例。在较小型的工商业储能和移动储能里面,还可以采用气溶胶的方式,
下面聊聊储能系统的解决方案:
一、发电侧储能系统解决方案
随着新能源的大幅接入,发电侧的储能作用日益凸显。储能系统能够改善光伏、风电限发问题,提高经济性;减少瞬时功率变化率,减少电网冲击。具体解决方案如下:
1、风电站储能解决方案
储能系统可对现有上网电价较高的风电电站进行改善,解决弃风现象,消除风电随机波动,提高风电电厂电能输出质量,可使风电成为可调度电力,并能参与调峰调频。主要优点包括:
速度快;
精度高;
调节准确。
减少弃光,提高经济性;
提高功率预测精度,减少电网冲击;
平滑功率随机波动,提高电能质量。
直流母线方案
交流母线方案
*存储电动汽车充电过程中产生的电能,并在此过程中进行电能质量优化;
*存储充电桩运行时的能量输出,以便应对不同负载情况下的波动;