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2022年6月30日 星期四
“元年”启动一周年,储能系统提效降耗的新方向来了!
所属分类:技术前沿
来源:光伏們
更新日期:2022-06-10

储能正成为我国双碳目标下必不可少的一环。

6月1日,“十四五”可再生能源规划将“高质量跃升发展”定位未来五年新能源产业的发展基调。在这场新能源装机占比快速攀升的征途中,构建新型电力系统也给储能的肩上压上了时代的“重任”。

从2021年开始,作为新能源项目上马的基本配置,储能的国内市场也在逐步走向成熟,但从行业本身来看,对于新型储能系统的探索还面临着诸多的挑战与困扰。这其中,成本空间与安全性仍然是行业目前的“头等大事”。

作为光储行业的引领者,站在储能发展的关键路口,近日阳光电源隆重推出了业界首款“三电融合”的全系列液冷储能解决方案PowerTitan、PowerStack。此次新品融合了阳光电源掌握绝对优势的电力电子、电化学与电网支撑技术,引领行业一体化集成技术发展方向。

区别于简单叠加的传统储能集成方式,阳光电源全系列液冷储能解决方案通过产品一体化设计、控制一体化逻辑,实现软硬件高度兼容、各环节数据互通,保障储能系统从电池、PCS到EMS等各环节协同运行,打造出专业的储能系统集成,真正做到“三电融合”,推动清洁能源产业向数字化、智能化转型。

协同高效、技术先行

新能源配置储能给行业带来了更大的发展空间,但储能系统结构复杂,提升系统效率和安全性仍是行业亟待攻克的重要课题。行业面临的挑战即是阳光电源储能产品升级的初衷。阳光电源储能新品通过新型温控、电池管理等多项技术创新,充分发挥电芯级、电池簇、系统级优势,让各环节运行数据互通,达到提寿命、增效率、降损耗的目的。

首先,此次储能新品的最大亮点之一是将储能系统的温控方式从传统的风冷升级为液冷。阳光电源高级副总裁兼光储集团总裁顾亦磊博士在接受采访时表示,随着储能系统单体规模的越做越大,传统风冷已经不能满足储能系统的散热需求,液冷不仅可以实现更高效率的温度控制,还能够使所有电芯的温差小于2.5℃,电池寿命延长2年,100MWh的项目全生命周期可以多放电5300万度。

其次,众所周知,一套储能系统中涉及电芯的数量高达上千个,“木桶效应”意味着在整套储能系统中,最差的电芯决定了整个系统的充放电效率。在阳光电源液冷储能系统中,采用了簇级管理的方案,通过毫秒级的智能调节每一簇的充放电进而解决了木桶效应,这意味着100MWh电站全生命周期可以多放2500万度电。

不仅如此,在簇级管理的方案下,储能系统还实现了新旧电池直接混用,在项目扩容时无需增补PCS,可以节约90%的交付时间。一座百MW储能电站生命周期内增补过程中,仅硬件可以投资成本节约600万元。

第三,阳光电源液冷储能系统还在系统RTE效率、能耗以及占地面积进一步实现了增效的实践。作为专业的储能系统集成商,阳光电源将系统集成的优势发挥到淋漓尽致,通过EMS、PCS、簇级管理器的协同控制管理,采用MEPT的能效优化算法,在保证满足调度的基础上,可以使系统RTE效率提升3%。

此外,液冷储能系统还采用了单面开门的设计,不仅可以提高运维便捷性,也进一步提高了能量密度,在储能系统单体规模不断提高的情况下,进一步减少占地面积25%以上;在综合优势的基础上,通过4D传感技术,降低储能系统辅电耗能40%以上。

专注行业痛点,安全先行

在持续通过技术升级提效降耗之外,阳光电源液冷储能系统也在安全性上做到了面面俱到。

事实上,此前国内外发生的储能系统事故案例中,除了电芯之外,更多的原因被归结为设计的不严谨及不专业的系统集成。与光伏电站系统不同的是,储能系统结构复杂,涵盖电力电子、电化学、电网支撑等多技术领域。所以,储能的安全问题实际上是一个系统性的问题,其中既有电池及BMS(电池管理系统)相关的技术或者运行因素,同时也涉及到储能电站的系统设计、集成及后期运营管理等方面。

据透露,阳光电源储能系统采用的电芯均采购自一线企业,作为系统集成商,阳光电源还在PCS、电池、EMS、材料、储能系统集成等配套了专业的高水平人才,从源头对储能安全的各个环节进行把控。

除此之外,在此次发布的液冷储能系统上,阳光电源利用其在电力电子电气领域多年的积累,进行了安全方案的进一步升级,从设计管控等各个层面提高安全性的保障。一方面,通过智能簇间在线诊断实现提前预警,这是提高储能安全系数的基础一步。如果系统出于某些原因出现了异常,那么及时的识别与切断异常环节考验的则是储能系统在系统设计与管控上的专业与能力。

在这一层面,阳光电源通过首创的拉弧AI离群检测算法,可以智能识别电气连接异常,毫秒级100%识别拉弧。此外,通过电力电子+电气组合的双电分断方式,可以实现微秒级可靠分断,进而提升了系统保护的速度与精度。

“储能系统的安全性是相对的”,顾亦磊认为,安全性需要通过设计来保障,比如在液冷系统中,将电池仓与电气设备分离的设计,即使发生漏液等问题,通过这样的设计可以让漏液流到预先设计的位置,也不会导致整个系统的短路。

实际上,对于储能电站来说,消防系统是最后一道安全屏障。隔舱设计加上舱壁具备超过一小时的耐火能力,可有效隔绝隐患,避免火灾蔓延,降低损失;同时,结合精准探测、排风防爆、主动灭火等功能,打造出高于全球NFPA15、NFPA855、NFPA68、NFPA69等权威标准的消防系统。

面对构建新型电力系统的目标,除了针对成本与安全两方面的设计创新,阳光电源亦始终立足储能系统的本质与初衷,在支撑电网方面下足了功夫。此次新品融合了暂态过电压抑制、阻抗动态重塑等多项技术,可以实现SCR<1.018的极弱电网支撑能力,保障多种恶劣电网条件下稳定运行不脱网;VSG控制技术也已经实现了工程技术应用,此前在美国印第安纳州的储能项目中,阳光电源储能系统已经成功实现2台110MW燃气轮机的黑启动,逐步恢复系统运行和有序供电,极大地减少电网停电的损失和影响。

关于未来的储能发展趋势,顾亦磊告诉光伏們,从整个系统的成本来看,电芯受供需影响一直高居不下,但在PCS与系统集成层面仍有成本下降的空间,技术的探索也在不断的进步。作为专业的储能系统集成商,未来仍将持续探索引领储能行业的发展。

据介绍,目前阳光电源全系列液冷储能解决方案已经出货2GW,今年预计将实现出货12GWh.储能市场正在快速壮大,储能行业的技术探索仍然任重道远。双碳与新型电力系统目标的实现,离不开行业持续的技术进步与升级,而阳光电源正是跨界新能源与储能的最佳实践者。


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