儲能電站的設計1.1系統構成儲能電站由退役動力電池、儲能PCS(變流器)、BMS(電池管理系統)、EMS(能源管理系統)等組成,為了體現儲能電站的異構兼容特征,電站選用5種不同類型、結構、時期的退役動力電池進行儲能為實現儲能電站的控制,需要電站中各設備間進行有效的配合與數據通信,電站數據通信網絡拓撲結構分3層,分別為現場應用層、數據控制層和數據調度層,系統中現場應用層主要是對PCS和BMS等數據監測與控制,系統網絡拓撲結構如圖1所示。PCS是直流電池和交流電網連接的中間環節[8],是系統能量傳遞和功率控制的中樞,PCS采用模塊化設計,每個回路的PCS都可調節。系統并網時,PCS以電流源形式注入電網,自鉗位跟蹤電網相位角度;系統離網時,以電壓源方式運行,輸出恒定電壓和頻率供負載使用,各回路主電路拓撲結構如圖2所示。BMS具備電池參數監測(如總電流、單體電壓檢測等)、電池狀態估計和保護等;數據控制層嵌入了系統針對不同類型、結構、時期的動力電池控制策略,實現系統充放電功率均衡。數據監控層即EMS,主要實現儲能電站現場設備中各種狀態數據的采集和控制指令的發送、數據分析和事故追憶。現場并網檢測設備能夠對電網故障進行智能識別和定位,縮短故障恢復時間。西藏精密電站現場并網檢測設備方案
儲能集成技術路線:
拓撲方案逐漸迭代——智能組串式方案:
一包一優化、一簇一管理為提出的智能組串式方案,針對集中式方案中三個主要問題進行解決:
(1)容量衰減。傳統方案中,電池使用具有明顯的“短板效應”,電池模塊之間并聯,充電時一個電池單體充滿,充電停止,放電時一個電池單體放空,放電停止,系統的整體壽命取決于壽命短的電池。
(2)一致性。在儲能系統的運行應用中,由于具體環境不同,電池一致性存在偏差,導致系統容量的指數級衰減。
(3)容量失配。電池并聯容易造成容量失配,電池的實際使用容量遠低于標準容量。智能組串式解決方案通過組串化、智能化、模塊化的設計,解決集中式方案的上述三個問題:
(1)組串化。采用能量優化器實現電池模組級管理,采用電池簇控制器實現簇間均衡,分布式空調減少簇間溫差。
(2)智能化。將AI、云BMS等先進ICT技術,應用到內短路檢測場景中,應用AI進行電池狀態預測,采用多模型聯動智能溫控策略保證充放電狀態比較好。
(3)模塊化。電池系統模塊化設計,可單獨切離故障模組,不影響簇內其它模組正常工作。將PCS模塊化設計,單臺PCS故障時,其它PCS可繼續工作,多臺PCS故障時,系統仍可保持運行。 上海高動態電站現場并網檢測設備設備具備遠程控制功能,運維人員可以通過遠程操作進行設備調整和監測。
光伏電站的設備運維管理
1.建立光伏電站設備技術檔案這是電站設備的基本技術檔案資料,設備檔案的建立可以有效的幫助檢修人員了解熟悉設備參數、工作原理、接線方式等。為檢修人員日常維護提供有效的技術保障。主要包括:各設備的基本工作原理、技術參數;所有開關、斷路器、旋鈕、指示燈等的說明;設備運行的操作步驟、注意事項;設備故障排除指南;各設備一二次接線原理圖、設計施工、竣工圖,等等。
2.將“互聯網+”融入電站信息化管理系統利用計算機管理系統建立一個包括:監控、安防、生產運營、事故預防、故障處理等的數據庫。運用計算機網絡智能控制技術,將數據庫信息通過可編程邏輯控制器電力載波技術、WiFi或4G無線網絡通信、藍牙技術等方式傳輸數據信息。實現快速、準確的發現故障點,降低設備故障排查難度;同時,可將實時畫面傳回集控中心,通過現場人員和遠程顧問共同進行故障診斷分析。做到故障排除的及時性,提高工作效率。
電站現場并網檢測設備的重要性電站現場并網檢測設備是保障電力系統安全穩定運行的關鍵。在電站并入電網的過程中,需要精確檢測各項參數,確保電站輸出的電能質量符合電網要求。這些設備就像嚴格的“把關人”,對電壓、頻率、相位等參數進行實時監測,任何細微的偏差都可能被捕捉到,避免因不合格的電能接入電網而引發電網故障,保障電力供應的連續性和可靠性。電壓檢測功能與意義電壓檢測是并網檢測設備的重要功能之一。它能精確測量電站輸出電壓的大小和穩定性。對于不同類型的電站,如光伏電站、風電站等,電壓波動范圍都有嚴格標準。檢測設備可以及時發現電壓過高或過低的情況。過高的電壓可能損壞電網設備,過低則可能影響電力傳輸效率。通過實時監測,運維人員能迅速調整電站運行狀態,保證電壓在安全合理的范圍內。電站現場并網檢測設備的可靠性高,能夠實現大范圍數據采集和監測,為電網運行提供重要支撐和保障。
儲能集成技術路線:拓撲方案逐漸迭代——集中式方案:
1500V取代1000V成為趨勢隨著集中式風光電站和儲能向更大容量發展,直流高壓成為降本增效的主要技術方案,直流側電壓提升到1500V的儲能系統逐漸成為趨勢。相比于傳統1000V系統,1500V系統將線纜、BMS硬件模塊、PCS等部件的耐壓從不超過1000V提高到不超過1500V。儲能系統1500V技術方案來源于光伏系統,根據CPIA統計,2021年國內光伏系統中直流電壓等級為1500V的市場占比約49.4%,預期未來會逐步提高至近80%。1500V的儲能系統將有利于提高與光伏系統的適配度。
回顧光伏系統發展,將直流側電壓做到1500V,通過更高的輸入、輸出電壓等級,可以降低交直流側線損及變壓器低壓側繞組的損耗,提高電站系統效率,設備(逆變器、變壓器)的功率密度提高,體積減小,運輸、維護等方面工作量也減少,有利于降低系統成本。以特變電工2016年發布的1500V光伏系統解決方案為例,與傳統1000V系統相比,1500V系統效率提升至少1.7%,初始投資降低0.1438元/W,設備數量減少30-50%,巡檢時間縮短30%。 電站現場并網檢測設備通常配備先進的傳感器和測量儀器,具備高精度和高靈敏度的特。上海高動態電站現場并網檢測設備
這些設備經過嚴格的測試和驗證,能夠長時間穩定運行,具備較高的可靠性。西藏精密電站現場并網檢測設備方案
儲能集成技術路線:
拓撲方案逐漸迭代
(1)集中式方案:1500V取代1000V成為趨勢隨著集中式風光電站和儲能向更大容量發展,直流高壓成為降本增效的主要技術方案,直流側電壓提升到1500V的儲能系統逐漸成為趨勢。相比于傳統1000V系統,1500V系統將線纜、BMS硬件模塊、PCS等部件的耐壓從不超過1000V提高到不超過1500V。儲能系統1500V技術方案來源于光伏系統,根據CPIA統計,2021年國內光伏系統中直流電壓等級為1500V的市場占比約49.4%,預期未來會逐步提高至近80%。1500V的儲能系統將有利于提高與光伏系統的適配度。1500V儲能系統方案對比1000V方案在性能方面亦有提升。
以陽光電源的方案為例,與1000V系統相比,電池系統能量密度與功率密度均提升了35%以上,相同容量電站,設備更少,電池系統、PCS、BMS及線纜等設備成本大幅降低,基建和土地投資成本也同步減少。據測算,相較傳統方案,1500V儲能系統初始投資成本就降低了10%以上。但同時,1500V儲能系統電壓升高后電池串聯數量增加,其一致性控制難度增大,直流拉弧風險預防保護以及電氣絕緣設計等要求也更高。 西藏精密電站現場并網檢測設備方案