储能微电网的9大关键技术
4页1、储能微电网的9大关键技术现在美国有一个统计,目前最便宜的电价电源是风电,其次是光伏。去年在阿布扎比未来能源公司在中东的出口电价是每千瓦时1.79美分,这个价格已经远远低于传统能源的电价。国内实施的“光伏领跑者计划”,北控在江苏宝应的投标价为0.47元/kwh,那边的平均上网电价是0.399元。当时光伏的组件是按2.7元/W计算,现在组件已降到了2.2元、2.3元。按照这个趋势发展下去,不管是光伏还是风电,平价上网的目标很快就会到来。可再生能源的经济性是有的,但是解决不了的一个问题就是它的波动性。能源革命的终极目标是全世界100%的能源来自于光伏、风电、氢能燃料电池等可再生能源。主要有三种供给方式:一是集中式光伏、风电新能源+储能的能源供给方式,二是大型的独立储能电站化学储能、抽水蓄能等,三是以用户侧区域性微电网群(虚拟电厂)为架构的模式。当新能源+储能的度电成本低于传统的化石能源时,微电网群和集中式新能源+储能的这种模式将会爆发式增长。而作为能源革命的关键技术,微电网及微电网群控制EMS系统、储能系统BMS、PCS系统将是能源革命成功与否的关键。关键技术1项目顶层设计大规模的储能系统有
2、着不同的应用场景和商业模式,有的储能系统是单一的电网调峰,有的是调峰、调频和调压等多重应用场景的结合。根据不同的项目,大规模储能系统功率的配置和电池的配置、选型也是完全不同的,这个系统目标函数要系统安全、稳定、可靠,要有经济性。大功率储能系统的顶层设计是非常重要的,涉及到储能功率配置、储能Pack成组和储能容量配置等诸多因素。一个光伏电站平均的储能时间是10分钟还是20分钟、还是50分钟,这个电网是有要求的。比如现在青海要求光伏、风电有10%的储能容量的配比,不同的地方配比是不一样的。另外充放电电流大小、BMS均衡电流大小、调峰容量需求以及一次、二次调频所需时间,这些约束条件和最后要达到的目标之间要确保整个流程设计是闭环的。关键技术2储能系统集成根据储能系统的顶层规划,储能系统集成需要从最底端的电芯选型到电池模组、电池包和电池簇再到储能系统的配置进行全方位的把控。包含了BMS分时均衡的电池个数、均衡电流大小、集装箱内部热管理系统、PCS工作模式、PCS底端控制逻辑及上层EMS控制策略的制定等。原来的储能电池是来自于汽车的动力电池,一个电动汽车的电芯数大约几百个最多一千个,大功率储能系统
3、包含的电芯个数是以万来计甚至以十万来计,最大的问题就是它的不一致性。它是具备短板效应的,我管几百个电芯还可以,同时让几万、几十万个电芯要达到一致性是非常难的。关键技术3BMS均衡技术大功率储能系统单体容量大,所以在顶层设计时一定要从BMS开始。电芯刚出厂后,我可以对所有电芯进行一次性选择尽量保持一致性。但是运行一段时间后,电化学电池对温度的反应非常敏感,它的不一致性又增加了,差异性又出来了,那在这个过程中怎么控制,怎么把有一些性能变差的电芯怎么找出来,在运行过程的周期中进行均衡,让它再恢复一致性。这个在整体的控制策略中要考虑到。储能系统的高效率低成本一个是系统集成的成本,另一个是运行中的成本。电芯成组后不一致性会倍增,BMS均衡控制难度加大。大容量的储能系统需要电芯并联进行容量扩充,BMS对并联电芯的检测手段难以准确判定问题电芯和问题Pack,一个电芯如果是40安培的话,需要并联的组串就比较多,这个时候怎么检测,运行一段时间后再怎么进行均衡,均衡的电流要配多大,其实这跟你的成本息息相关。在电池运行过程中,由于各类因素的影响导致不同的Pack其衰减曲线不一致,从而扩大储能系统内部的不一致
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