儲/能/基/礎/知/識基本介紹01
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廣義定義:儲能即能量的存儲。是指通過介質或者設備,把能量存儲起來,基于未來應用需要以特定能量形式釋放出來的循環過程。
狹義定義:針對電能的存儲。指利用化學或者物理的方法將產生的能量存儲起來,并在需要時以電能形式釋放的一系列技術和措施。(后續介紹中均為狹義定義下的電力儲能)
01. 術語和定義
電池儲能系統(Battery Energy Storage System, BESS):是一個利用采鋰電池或鉛電池作為能量儲存載體,一定時間內存儲電能和供應電能的系統,而且提供的電能具有平滑過渡、削峰填谷、調頻調壓等功能。
電芯(Battery Cell):單個電池,電池的最小單元。
電池模組(Battery Module/Pack):一系列單個電池的標準封裝。
電池架/簇(Battery Rack/Cluster):一系列電池模組組成的儲能單元。
電池匯流柜(Battery Collection Panel, BCP):介于電池機架和儲能逆變器之間,類似于光伏直流匯流箱。
儲能變流器(Power Conversion System, PCS):雙向直流交流逆變器。
電池管理系統(Battery Management System, BMS):智能化管理及維護各個電池單元,防止電池出現過充電和過放電,延長電池的使用壽命,監控電池的狀態。
能量管理系統(Energy Management System, EMS):是一種集軟硬件于一體的智能化系統,用于監控、控制和優化能源系統中的能量流動和能源消耗。它基于數據采集、分析和決策支持技術,能夠實時監測能源設備的運行狀態、能源消耗情況以及環境條件,從而實現對能源的高效管理和優化。
暖通空調系統(HVAC):通常用在電池集裝箱內,保證電池通風散熱和保暖。
電池容量(Battery Capacity):能夠容納或釋放的電荷Q,即電池容量(Ah)=電流(A)x放電時間(h),單位一般為Ah(安時)。比如儲能電池標注96Ah,那么在工作電流為96A的時候,理論上可以使用1小時。
電池能量(Battery Energy):電池儲存的能量,單位為Wh(瓦時),能量(Wh)=電壓(V)x電池容量(Ah)。例如3.2V/96Ah的電池,其能量為307.2Wh,而如果我們把4節這樣的電池串聯,就組成了一個電壓是12.8V,容量為96Ah的電池組,雖然沒有提高電池容量,但總能量確提高了4倍。
充放電速率(C-Rate):放電倍率是指在規定時間內放出其額定容量時所需要的電流值, 它在數值上等于電池額定容量的倍數。即:充放電電流(A)/額定容量(Ah),其單位一般為C(C-rate的簡寫),如0.5C,1C等。
保證發電容量(Guaranteed power capacity, GPC):儲能系統在規定的使用時間內放出的最低容量。
循環效率(Round-trip Efficiency,RTE):考慮充放電時的設備損耗及自耗電后,電池充滿狀態下AC端放出的全部電量與AC端充滿所需的電量之比。
循環壽命(Cycle life):電池的壽命分為循環壽命和日歷壽命兩個參數。循環壽命指的 是電池可以循環充放電的次數。即在理想的溫濕度下,以額定的充放電電流進行充放電,計算電池容量衰減到80%時所經歷的循環次數。日歷壽命是指電池在使用環境條件下,經過特定的使用工況,達到壽命終止條件(容量衰減到80%)的時間跨度。一般業主可能會考核兩者的較小值。
02. 儲能分類
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(儲能技術分類對比圖)
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電化學儲能系統組成02
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01電芯
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電芯是主要的儲能設備,可通過不同的串并聯方式靈活配制為各種容量,適用于各種場景,目前大多為磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、鈉離子電池、全釩液流電池。
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(PACK組成圖)02電池管理系統(BMS)
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BMS主要控制設備,負責采集電芯實時狀態進行傳輸,同時接受其他控制系統的控制,目前主要有從控、主控、總控三級控制方式。
03儲能變流器(PCS)
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PCS是主要的能量轉換裝置,負責直流電與交流電的轉換,帶有一定的控制功能,根據實際需求擁有多種功率段可靈活選擇配置,涵蓋戶用、工商業及電站級PCS。
04能量管理系統(EMS)
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EMS具有監視,控制和優化發電或輸電系統的性能,而且它可以用于小規模的系統,如微電網。能源管理系統可以幫助工業生產企業在擴大生產的同時,合理計劃和利用能源,降低單位產品能源消耗,提高經濟效益。
05其他
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其他輔助設備包含溫濕度控制系統,監控系統,門禁系統,照明系統,防護系統、變壓器等,部分系統可根據不同項目進行取舍。
儲能系統作用03
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源—網—荷
用戶側:
家庭場景:提高電能質量
商業場景:削峰填谷、備用電源
工業場景:削峰填谷、備用電源、動態增容
發電側:
傳統發電:輔助調峰、調頻
新能源發電:平滑輸出、提高發電預測能力、移峰提高使用率
微電網側:
負荷管理維持平衡、平滑波動改善電能質量、微電網平衡控制
電網側:
預測負荷降低調度難度、減少輸電損耗、重要負荷單獨備電
01電源
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(AGC調頻)
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(提高發電預測)
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(移峰提高使用率)02電網
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(微電網平衡控制)
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(平滑負荷波動)03負荷
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(削峰填谷)
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(動態增容)
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(需量響應)
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(離網備電)
來源:網絡
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