储能电站总体技术方案全套.docx
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1、储能电站总体技术方案1.概述大容量电池储能系统在电力系统中的应用已有20多年的历史,早期主要用于孤立电网的调频、热备用、调压和备份等。电池储能系统在新能源并网中的应用,国外也已开展了一定的研究。上世纪90年代末德国在HerneIMW的光伏电站和Bocho1.t2MW的风电场分别配置了容量为1.2MWh的电池储能系统,提供削峰、不中断供电和改善电能质量功能。从2003年开始,日本在Hokkaido30.6MW风安装了6MW6MWh的全钢液流电池(VRB)储能系统,用于平抑输出功率波动。2009年英国EDF电网将600kW200kWh锂离子电池储能系统配置在东部一个HKV配电网STATCOM中,用
2、于潮流和电压控制,有功和无功控制。总体来说,储能电站(系统)在电网中的应用目的主要考虑负荷调节、配合新能源接入、弥补线损、功率补偿、提高电能质量、孤网运行、削峰填谷”等几大功能应用。比如:削峰填谷,改善电网运行曲线,通俗一点解释,储能电站就像一个储电银行,可以把用电低谷期富余的电储存起来,在用电高峰的时候再拿出来用,这样就减少了电能的浪费;此外储能电站还能减少线损,增加线路和设备使用寿命;优化系统电源布局,改善电能质量。而储能电站的绿色优势则主要体现在:科学安全,建设周期短;绿色环保,促进环境友好;集约用地,减少资源消耗等方面。2 .设计标准略3 .储能电站(配合光伏并网发电)方案3.1 系统
3、架构在本方案中,储能电站(系统)主要配合光伏并网发电应用,因此,整个系统是包括光伏组件阵列、光伏控制器、电池组、电池管理系统(BMS)、逆变器以及相应的储能电站联合控制调度系统等在内的发电系统。系统架构图如下:储能电站(配合光伏并网发电应用)架构图1、光伏组件阵列利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能,然后对锂电池组充电,通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电;2、智能控制器根据日照强度及负载的变化,不断对蓄电池组的工作状态进行切换和调节:一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载。另一方面把多余的电能送往蓄电池组存储。发电量不能满足负载需要时,控制器把蓄电池的电能送往负载,保证了整
4、个系统工作的连续性和稳定性;4、并网逆变系统由几台逆变器组成,把蓄电池中的直流电变成标准的380V市电接入用户便M氐压电网或经升压变压器送入高压电网。5、锂电池组在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用。它将光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起来,以备供电不足时使用。3.2 光伏发电子系统略。3.3 储能子系统33.1储能电池组(1)电池选型原则作为配合光伏发电接入,实现削峰填谷、负荷补偿,提高电能质量应用的储能电站,储能电池是非常重要的一个部件,必须满足以下要求:0容易实现多方式组合,满足较高的工作电压和较大工作电流;0电池容量和性能的可检测和可诊断,使控制系统可在预知电池容量和性能的
5、情况下实现对电站负荷的调度控制;0高安全性、可靠性:在正常使用情况下,电池正常使用寿命不低于15年;在极限情况下,即使发生故障也在受控范围,不应该发生爆炸、燃烧等危及电站安全运行的故障;0具有良好的快速响应和大倍率充放电能力,一般要求5-10倍的充放电能力;0较高的充放电转换效率;0易于安装和维护;0具有较好的环境适应性,较宽的工作温度范围;0符合环境保护的要求,在电池生产、使用、回收过程中不产生对环境的破坏和污染;(2)主要电池类型比较表1、几种电池性能比较钠硫电池全帆液流磷酸铁锂电阀控铅现100kW-34M5kW-6MkWMWkW-M有WWW应用规模等级比大规模削峰大规模削可选择功率大规模
6、较填谷、平抑可峰填谷、型或能量型,削峰填适再生能源发平抑可再适用范围广谷、平合电波动生能源发泛抑可再的电波动生能源应发电波用动场合安不可过充电;安全需要单体监安全性全钠、硫的渗控,安全性能可接电池池酸电池性漏,存在潜在已有较大突受,但安全隐患破废旧铅酸蓄电池严重污染土壤和水源能100-700-120-150Whk30-50量Wh/kggWh/kg密度倍S-IOC1.5C5-15C0.1-1C率特性转95%70%95%80%换效率寿2500次15000次2000次300次命成23000元/kWh15000元3000元/kWh700元本/kWh/kWh资资源丰富;存资源丰富资源丰富;环资源丰源在一
7、定的环境友好富;存和境风险在一定环的环境保风险M150-200平米800-1500100-150平米150-200W/MW平米/MWMW(三)平米级MW系统占地关安全、一致可靠性、一致性一致注性、成本成熟性、性、寿111成本命(3)建议方案从初始投资成本来看,锂离子电池有较强的竞争力,钠硫电池和全钢液流电池未形成产业化,供应渠道受限,较昂贵。从运营和维护成本来看,钠硫需要持续供热,全钢液流电池需要泵进行流体控制,增加了运营成本,而锂电池几乎不需要维护。根据国内夕H三能电站应用现状和电池特点,建议储能电站电池选型主要为磷酸铁锂电池。3.3.2电池管理系统(BMS)(1)电池管理系统的要求在储能电
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