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關(guān)于MW級集裝箱式電池儲能系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用探究

2024-7-26  閱讀(598)

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一、引言
在當(dāng)今能源領(lǐng)域,MW 級集裝箱式電池儲能系統(tǒng)正逐漸成為關(guān)鍵的組成部分,為能源的存儲和高效利用提供了創(chuàng)新的解決方案。
二、MW 級集裝箱式電池儲能系統(tǒng)的概述
MW 級集裝箱式電池儲能系統(tǒng)是將大量電池集成在標(biāo)準(zhǔn)的集裝箱中,形成一個具有高能量存儲和輸出能力的整體單元。它通常包括電池模組、電池管理系統(tǒng)(BMS)、功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)、熱管理系統(tǒng)、消防系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)等。
三、工作原理
通過電池模組存儲電能,當(dāng)需要釋放電能時,經(jīng)過 PCS 將直流電轉(zhuǎn)換為交流電輸出。BMS 實時監(jiān)測電池的狀態(tài),如電壓、電流、溫度和剩余電量(SOC)等,以確保電池的安全和高效運行。熱管理系統(tǒng)則負(fù)責(zé)控制電池的工作溫度,防止過熱或過冷影響性能和壽命。
四、優(yōu)勢
  1. 靈活性和可擴(kuò)展性
    • 可以根據(jù)需求靈活組合多個集裝箱,實現(xiàn)不同規(guī)模的儲能容量。

    • 例如,在一個儲能項目初期,可以先部署少量集裝箱,隨著需求增長再逐步增加。

  2. 快速部署
    • 由于采用標(biāo)準(zhǔn)化的集裝箱設(shè)計,能夠在短時間內(nèi)完成安裝和調(diào)試。

    • 比如在應(yīng)對緊急電力需求時,能夠迅速投入使用。

  3. 易于運輸和移動
    • 可以通過卡車、船舶等運輸工具方便地運輸?shù)讲煌攸c。

    • 這使得其能夠適應(yīng)不同的應(yīng)用場景,如臨時電力供應(yīng)或偏遠(yuǎn)地區(qū)的儲能需求。

五、應(yīng)用領(lǐng)域
  1. 電網(wǎng)輔助服務(wù)
    • 參與調(diào)峰、調(diào)頻,提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。

    • 比如在用電低谷時存儲電能,高峰時釋放,平衡電網(wǎng)負(fù)荷。

  2. 可再生能源整合
    • 平滑可再生能源的輸出波動,提高其并網(wǎng)比例。

    • 像太陽能和風(fēng)能發(fā)電不穩(wěn)定時,儲能系統(tǒng)能夠儲存多余能量并在需要時釋放。

  3. 工商業(yè)用戶
    • 幫助企業(yè)實現(xiàn)削峰填谷,降低用電成本。

    • 例如工廠在電價低谷時充電,高峰時放電,節(jié)省電費支出。

六、面臨的挑戰(zhàn)
  1. 成本
    • 包括電池成本、系統(tǒng)集成成本和維護(hù)成本等,目前仍然較高。

  2. 電池壽命和性能衰減
    • 長期循環(huán)使用可能導(dǎo)致電池性能下降,影響系統(tǒng)的整體效率和壽命。

  3. 安全問題
    • 電池的熱失控、火災(zāi)等安全隱患需要高度重視和有效防范。

 

七、安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統(tǒng)概述

7.1概述

安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統(tǒng),專門針對工商業(yè)儲能柜、儲能集裝箱研發(fā)的一款儲能EMS,具有完善的儲能監(jiān)控與管理功能,涵蓋了儲能系統(tǒng)設(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細(xì)信息,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報警管理、統(tǒng)計報表等功能。在高級應(yīng)用上支持能量調(diào)度,具備計劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。

7.2接入設(shè)備

Acrel-2000ES,具備多種接口,多種協(xié)議對接的能力,支持多種設(shè)備接入。

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7.3系統(tǒng)功能

7.3.1實時監(jiān)測

系統(tǒng)人機界面友好,能夠顯示儲能柜的運行狀態(tài),實時監(jiān)測PCS、BMS以及環(huán)境參數(shù)信息,如電參量、溫度、濕度等。實時顯示有關(guān)故障、告警、收益等信息。

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7.3.2設(shè)備監(jiān)控

系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測PCS、BMS、電表、空調(diào)、消防、除濕機等設(shè)備的運行狀態(tài)及運行模式。

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PCS監(jiān)控:滿足儲能變流器的參數(shù)與限值設(shè)置;運行模式設(shè)置;實現(xiàn)儲能變流器交直流側(cè)電壓、電流、功率及充放電量參數(shù)的采集與展示;實現(xiàn)PCS通訊狀態(tài)、啟停狀態(tài)、開關(guān)狀態(tài)、異常告警等狀態(tài)監(jiān)測。

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BMS監(jiān)控:滿足電池管理系統(tǒng)的參數(shù)與限值設(shè)置;實現(xiàn)儲能電池的電芯、電池簇的溫度、

電壓、電流的監(jiān)測;實現(xiàn)電池充放電狀態(tài)、電壓、電流及溫度異常狀態(tài)的告警。

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空調(diào)監(jiān)控:滿足環(huán)境溫度的監(jiān)測,可根據(jù)設(shè)置的閾值進(jìn)行空調(diào)溫度的聯(lián)動調(diào)節(jié),并實時監(jiān)測空調(diào)的運行狀態(tài)及溫濕度數(shù)據(jù),以曲線形式進(jìn)行展示。

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UPS監(jiān)控:滿足UPS的運行狀態(tài)及相關(guān)電參量監(jiān)測。

7.3.3曲線報表

系統(tǒng)能夠?qū)CS充放電功率曲線、SOC變換曲線、及電壓、電流、溫度等歷史曲線的查詢與展示。

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7.3.4策略配置

滿足儲能系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)的配置、電價參數(shù)與時段的設(shè)置、控制策略的選擇。目前支持的控制策略包含計劃曲線、削峰填谷、需量控制等。

 

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7.3.5實時報警

儲能能量管理系統(tǒng)具有實時告警功能,系統(tǒng)能夠?qū)δ艹浞烹娫较?、溫度越限、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。

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7.3.6事件查詢統(tǒng)計

儲能能量管理系統(tǒng)能夠?qū)b信變位,溫濕度、電壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理,方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進(jìn)行歷史追溯,查詢統(tǒng)計、事故分析。

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7.3.7遙控操作

可以通過每個設(shè)備下面的紅色按鈕對PCS、風(fēng)機、除濕機、空調(diào)控制器、照明等設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的控制,但是當(dāng)設(shè)備未通信上時,控制按鈕會顯示無效狀態(tài)。

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7.3.8用戶權(quán)限管理

儲能能量管理系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行,設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作(如遙控的操作,數(shù)據(jù)庫修改等)??梢远x不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限,為系統(tǒng)運行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

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7.3.9安科瑞配套產(chǎn)品

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八、結(jié)論

綜上所述,MW級集裝箱電池儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)領(lǐng)域的確具有*高的應(yīng)用研究價值。本文給出了1套用于實現(xiàn)電池模塊溫度控制的設(shè)計方法,希望對領(lǐng)域研究有所借鑒。

參考文獻(xiàn):

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[9]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.5版.

[10]魯統(tǒng)文.MW級集裝箱式電池儲能系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與應(yīng)用探究

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