一. 能源变革与储能市场 1.1全球能源变革 《2022年世界能源展望》报告指出,能源危机令全球能源系统脆弱性和不可持续性凸显,或将推动各国及国际组织采取长期措施加速结构性改革,深刻改变现有能源供应体系。国际能源署表示,地缘政治冲突和世界经济问题导致原油、天然气、煤炭等传统能源市场发生巨震,许多国家政府也纷纷制定新计划推动能源转型。 根据国际能源署的推算,根据各国现在推出的政策,全球清洁能源年投资额有望在2030年超过2万亿美元,安科瑞电气-王金晶 ,13/*77-443-/09 92,与当下相比提高50%以上,其中清洁能源在未来的技术发展中,以太阳能、风能为主。 1.2 风光装机容量测 预计至2025年,风能和太阳能光伏发电容量每年以24%的增长率加速增加,推动可再生能源发电增长。(数据来源:全球数据 国际能源协会,中国数据 国家能源局) 1.3能源技术需求 随着新型清洁能源的发展,由于资源特性,大规模新能源接入影响贯穿电力系统从生产、输送到消费的全部环节,安科瑞电气-王金晶 ,13/*77-443-/09 92,给 数据来源:全国新能源消纳监测预警中心 数据来源:全国新能源消纳监测预警中心 1.4中国储能市场规模 截至 2021 年底,我国已投运电力储能项目累计装机规模 46.1GW,占全球市场总规模的 22%,同比增长 30%。市场增量主要来自新型储能,累计装机规模达到5729.7MW,同比增长 75%。 1.5中国新型储能累计装机投运规模预测 1.6.储能政策支持 安科瑞电气-王金晶 ,13/*77-443-/09 92 二.储能技术 2.1储能技术类型 传统的储能技术按照类型来分主要分为物理储能、电化学储能、化学储能、电磁储能和相变储能等。目前应用较多的是物理储能和电化学储能。未来氢储能有可能成为主要储能方式。 根据“彭博新能源”给出的储能技术对比。 2.2储能应用场景 安科瑞电气-王金晶 ,13/*77-443-/09 92 2.3 发电侧:提升新能源发电友好性 2.3.1 提升新能源并网特性,提高电网考核分,减少考核损失。 例如:西北电厂并网运行管理实施细则:风电场和光伏电站的日预测(短期预测)单点偏差较大误差应分别≤25%和20%,超短期预测曲线第2小时调和平均数准确率应>75%,可用电量的日准确率应≥97%。 2.3.2促进新能源根据电力需求特性、市场化价格信号等优化生产运营,降低弃风弃光,降低系统辅助服务成本。安科瑞电气-王金晶 ,13/*77-443-/09 92 调频、调峰、调压、备用等; 东北地区新能源分摊辅助服务费用约3分/千瓦时。 2.3.3 提升高比例新能源外送系统的整体效率,可提高输电通道的利用率和系统整体经济性。 2.4 电网侧:促进新能源与电网的协调优化运行 在新能源较集中的区域,配套建设电网测储能装置,从电网运行的角度发挥其削峰填谷、负荷跟踪、调频调压、热备用、电能质量提升等功能,改进电力调度方式,加强区域负荷调剂优化,有利于新能源与电网的协调优化运行。 2.5 用户侧:扩展新能源终端应用模式 三.储能系统组成 电化学储能系统主要由电池组、储能变流器(PCS)、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)以及其他电气设备构成。电池组是储能系统主要的构成部分;电池管理系统主要负责电池的监测、评估、保护以及均衡等;能量管理系统负责数据采集、网络监控和能量调度等;储能变流器可以控制储能,电池组的充电和放电过程,进行交直流的变换。 电池系统是储能系统实现电能存储和释放主要载体,通过电池单体的串/并联可实现电池系统容量的扩大,即大容量电池系统。其成组方式:先由多个电池单体经串/并联后形成电池模块(BatteryModule,BM),再将多个电池模块串联成电池串,再由多个电池串经并联而成。 储能变流器主要功能: 一是两种不同工作模式下(并/离网模式)对电池系统的充放电功能,并实现两种工作模式的切换;安科瑞电气-王金晶 ,13/*77-443-/09 92 二 是通过控制策略实现BESS的四象限运行,为系统提供双向可控的有功、无功功率,实现系统有功、无功功率平衡; 三 是通过相关控制策略实现系统高级应用功能,如黑启动、削峰填谷、功率平滑、低电压穿越等; 四 是根据PCS拓扑结构(如单级AC/DC、双级AC/DC DC/DC、单级并联、双级并联、级联多电平结构等),通过相关控制策略实现对电池系统电压和荷电状态的均衡管理。 BMS 电池管理系统包含储能电池监控和电池管理系统两大部分,每套系统包含电池监测电路(CSC)、从电池管理单元(SBMU)、主电池管理单元(MBMU)、高压线路控制单元、储能柜预充电(并联)线路、高压检测单元、热管理单元、电流检测单元、急停系统、以及电池监控系统(PC)等,安科瑞电气-王金晶 ,13/*77-443-/09 92 储能集装箱 储能系统多基于磷酸铁锂电池储能技术,磷酸铁锂电池具备安全可靠、放电深度和充放电倍率高等优势。电池单元采用模块化设计,采用标准20/40英尺集装箱,集装箱内具有空调、温控、消防、照明等保护系统,确保电池系统具有较优的转换效率及运作性能,同时具有安全可靠的保护措施。安科瑞电气-王金晶 ,13/*77-443-/09 92 四.储能系统解决方案 4.1储能监控系统目标 4.2储能监控系统价值 a.工程实施简单高效 高效的图形组态、模板管理、数据库管理、算法配置等工具。简单易用,能大大缩短工程实施的周期。安科瑞电气-王金晶 ,13/*77-443-/09 92 b.全景监控 全数据采集处理、全数据存储、实时告警,支持四遥、支持对外接口,支持五十万点以上实时大数据。 c.智能调度 提高收益独特的功率调节与能量管理的优化算法,延长系统使用寿命,给客户减少成本,提高收益。 d.数据分析智能运检 基于大数据分析,结合人工专业诊断,实现储能电站智能运检,延长储能系统使用寿命。 4.3 储能监控系统架构图 4.4 储能监控系统功能详解 4.5储能监控系统功能界面 五.应用案例 |
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