电化学储能系统由包括直流侧和交流侧两大部分。直流侧为电池仓,包括电池、温控、消防、汇流柜、集装箱等设备,交流侧为电器仓,包括储能变流器、变压器、集装箱等。储能系统与电网的电能交互,是通过PCS变流器进行交直流转换实现的。
一、储能系统分类
按电气结构划分,大型储能系统可以划分为:(
1)集中式:低压大功率升压式集中并网储能系统,电池多簇并联后与PCS相连,PCS追求大功率、高效率,目前在推广1500V的方案。
(2)分布式:低压小功率分布式升压并网储能系统,每一簇电池都与一个PCS单元连接,PCS采用小功率、分布式布置。
(3)智能组串式:基于分布式储能系统架构,采用电池模组级能量优化、电池单簇能量控制、数字智能化管理、全模块化设计等创新技术,实现储能系统更高效应用。
(4)高压级联式大功率储能系统:电池单簇逆变,不经变压器,直接接入6/10/35kv以上电压等级电网。单台容量可达到5MW/10MWh。
(5)集散式:直流侧多分支并联,在电池簇出口增加DC/DC变换器将电池簇进行隔离,DC/DC变换器汇集后接入集中式PCS直流侧。 设备具备智能故障诊断能力,能够自动判断并定位电网故障点。海南移动检测车电站现场并网检测设备优点
分布式方案:效率高,方案成熟
分布式方案又称作交流侧多分支并联。与集中式技术方案对比,分布式方案将电池簇的直流侧并联通过分布式组串逆变器变换为交流侧并联,避免了直流侧并联产生并联环流、容量损失、直流拉弧风险,提升运营安全。同时控制精度从多个电池簇变为单个电池簇,控制效率更高。
根据测算,储能电站投运后,整站电池容量使用率可达92%左右,高于目前业内平均水平7个百分点。此外,通过电池簇的分散控制,可实现电池荷电状态(SOC)的自动校准,卓著降低运维工作量。并网测试效率比较高达87.8%。从目前的项目报价来看,分散式系统并没有比集中式系统成本更高。
分布式方案效率比较高、成本增加有限,我们判断未来的市场份额会逐渐增加。目前百兆瓦级在运行的电站选择宁德时代、上能电气的设备。与集中式方案相比,需要把630kw或1.725MW的集中式逆变器换成小功率组串式逆变器,对于逆变器制造厂商而言,如果其有组串式逆变器产品,叠加较强的研发能力,可以快速切入分布式方案。 黑龙江太阳能电站现场并网检测设备作用设备具备自动记录和报告功能,能够生成详细的运行日志和故障报告。
储能集成技术路线:拓扑方案逐渐迭代——高压级联方案:无并联结构的高效方案
高压级联的储能方案通过电力电子设计,实现无需经过变压器即可达到6-35kv并网电压。以新风光35kv解决方案为例,单台储能系统为12.5MW/25MWh系统,系统电气结构与高压SVG类似,由A、B、C三相组成。每相包含42个H桥功率单元配套42个电池簇。三相总共126个H桥功率单元共126簇电池簇,共存储25.288MWh电量。每簇电池包含224个电芯串联而成。
高压级联方案的优势体现在:(1)安全性。系统中无电芯并联,部分电池损坏,更换范围窄,影响范围小,维护成本低。(2)一致性。电池组之间不直接连接,而是经过AC/DC后连接,因此所有电池组之间可以通过AC/DC进行SOC均衡控制。电池组内部只是单个电池簇,不存在电池簇并联现象,不会出现均流问题。电池簇内部通过BMS实现电芯之间的均衡控制。因此,该方案可以很大程度利用电芯容量,在交流侧同等并网电量情况下,可以安装较少的电芯,降低初始投资。(3)高效率。由于系统无电芯/电池簇并联运行,不存在短板效应,系统寿命约等同于单电芯寿命,能比较大限度提升储能装置的运行经济性。系统无需升压变压器,现场实际系统循环效率达到90%。
储能技术路线迭代围绕安全、成本和效率安全、成本和效率是储能发展需要重点解决的关键问题,储能技术的迭代首要也是要提高安全、降低成本、提高效率。
(1)安全性储能电站的安全性是产业关注的问题。电化学储能电站可能存在的安全隐患包括电气引发的火灾、电池引发的火灾、氢气遇火发生爆发、系统异常等。追溯储能电站的安全问题产生的原因,通常可以归咎于电池的热失控,导致热失控的诱因包括机械滥用、电滥用、热滥用。为避免发生安全问题,需要严格监控电池状态,避免热失控诱因的产生。
(2)高效率电芯的一致性是影响系统效率的关键因素。电芯的一致性取决于电芯的质量及储能技术方案、电芯的工作环境。电池模组间串联失配:串联的电芯可用容量只能达到弱电池模组的容量,使得其他电池容量无法被充分利用。电池簇间并联失配:并联链路上的电池簇可用容量只能达到弱电池簇的容量,使得其他电池容量无法被充分利用。电池内阻差异造成环流:电池环流使得电芯温度升高,加速老化,加大系统散热,降低系统效率。在储能电站设计和运行方案中,应当尽量提高电池的一致性以提高系统效率。 现场并网检测设备支持多种数据存储方式,保证数据的安全和可靠性。
电缆及接头的维护
①电缆不应在过负荷的状态下运行,如电缆外皮损坏应及时进行处理。
②电缆在进出设备处的部位应封堵完好,不应存在直径大于10mm的孔洞,否则用防火泥封堵。
③电缆在连接线路中不应受力过紧,电缆要可靠绑扎,不应悬垂在空中。
④电缆保护管内壁应光滑,金属电缆管不应有严重锈蚀,不应有毛刺、硬物、垃圾,如有毛刺,锉光后用电缆外套包裹并扎紧。
⑤电缆接头因压接牢固,确保接触良好。
⑥出现接头故障应及时停运逆变器,同时断开与此逆变器相连的其它组件接头,才能重新进行接头压接。
⑦电缆的检查建议每月一次。 设备可实现对电源开关、断路器等设备的远程操作和控制。黑龙江太阳能电站现场并网检测设备作用
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是要关注电站的发电量,通过监控平台实时关注电站和每台逆变器的发生量,及时发现设备故障,建立台账、闭环处理;第三是要合理控制运营成本,为了降低运维成本,需要做到电站运维团队的人员属地化。同时要建立区域化的检修团队,按照区域建立备品配件库,降低资金占用,同时对运维的费用管控实行定额、预算、审批,这是跟实际操作相关的一些问题。光伏申站的运维要加强监控能力的建设,要做到及时诊断,故题预判,这样对整个运维工作有很大的帮助作用。电站的全生命周期内的优化设计考虑,要从末端反馈到前端,积极探索新的清洗方式,将性价比比较高的方式迅速推广,由粗放式管理,向精细化管理方向推广,实现运维本地化,从全职服务变为资源共享。 海南移动检测车电站现场并网检测设备优点