太陽能光伏逆變并網(wǎng)及儲能電站技術(shù)方案-文庫吧
2025-10-08 02:30 本頁面
【正文】 智能控制器根據(jù)日照強度及負(fù)載的變化，不斷對蓄電池組的工作狀態(tài)進(jìn)行切換和調(diào)節(jié)：一方面把調(diào)整后的電能直接送往直流或交流負(fù)載。另一方面把多余的電能送往蓄電池組存儲。發(fā)電量不能滿足負(fù) 載需要時，控制器把蓄電池的電能送往負(fù)載，保證了整個系統(tǒng)工作的連續(xù)性和穩(wěn)定性； 并網(wǎng) 逆變系統(tǒng)由幾臺逆變器組成，把蓄電池中的直流電變成標(biāo)準(zhǔn)的 380V市電接入用戶側(cè)低壓電網(wǎng)或經(jīng)升壓變壓器送入高壓電網(wǎng) 。 鋰電池組在系統(tǒng)中同時起到能量調(diào)節(jié)和平衡負(fù)載兩大作用。它將光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存起來，以備供電不足時使用。 光伏發(fā)電 子 系統(tǒng) 略。 儲能 子系統(tǒng) 目前可以應(yīng)用于儲能電站的可選蓄電池主要有：鉛酸蓄電池，鋰電池，鈉硫電池，全釩液流電池等等。 儲能電池組 (1)電池 選型 原則 作為配合光 伏 發(fā)電接入，實現(xiàn)削峰填谷、負(fù)荷補償，提高電能質(zhì)量應(yīng)用的儲能電站，儲能電池是非常重要的一個部件，必須滿足 以下 要求 ： ? 容易實現(xiàn)多方式組合， 滿足 較高的工作電壓和較大工作電流 ； ? 電池容量和性能的可檢測和可診斷，使控制系統(tǒng)可在預(yù)知電池容量和性能的情況下實現(xiàn)對電站負(fù)荷的調(diào)度控制； ? 高安全性、可靠性：在正常使用情況下， 電池正常使用壽命不低于 15 年；在極限情況下，即使發(fā)生故障也在受控范圍，不應(yīng)該發(fā)生爆炸、燃燒等危及電站安全運行的故障； ? 具有良好的快速響應(yīng)和大倍率充放電能力，一般要求 510 倍的充放電能力； ? 較高的充放電轉(zhuǎn)換效率； ? 易于安裝和維護(hù)； ? 具有較好的環(huán)境適應(yīng)性，較寬的工作溫度范圍； ? 符合環(huán)境保護(hù)的要求，在電池生產(chǎn)、使用、回收過程中不產(chǎn)生對環(huán)境的破壞和污染； (2) 主要電池類型比較 ? 閥控式鉛酸蓄電池 閥控式鉛酸蓄電池已有 100 多年的使用歷史，非常成熟。以其材料普遍、價格低廉、性能穩(wěn)定、安全可靠而得到非常廣泛的應(yīng)用，在已有的儲能電站中，鉛酸電池依舊被采用。但鉛酸電池也有致命的缺點，主要就是循環(huán)壽命很低，在100%放電深度（ DOD）下，一般為 300 ~ 600 次。其次比能量也較小，需要占用更多的空間， 充放電倍率也較低，再者，在電池制造、使用和回收過程中，鉛金屬對環(huán)境的污染不可忽視。 ? 全釩液流電池 全釩液流電池是一種新型的儲能電池，其功率取決于電池單體的面積、電堆的層數(shù)和電堆的串并聯(lián)數(shù) , 而儲能容量取決于電解液容積，兩者可獨立設(shè)計，比較靈活，適于大容量儲能，幾乎無自放電，循環(huán)壽命長。全釩液流電池目前成本非常昂貴，尤其是高功率應(yīng)用。只有推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化，才能大幅度降低成本，另外還要提高全釩液流電池的轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性。 ? 鈉硫電池 鈉硫電池作為新型化學(xué)電源家族中的一個新成員出現(xiàn)后，已在世界上許多國家受到極大的重視和發(fā) 展。 鈉硫電池比能量高，效率高，幾乎無自放電，可高功率放電，也可深度放電，是適合功率型應(yīng)用和能量型應(yīng)用的電池。但是鈉硫儲能電池不能過充與過放，需要嚴(yán)格控制電池的充放電狀態(tài)。鈉硫電池中的陶瓷隔膜比較脆，在電池受外力沖擊或者機械應(yīng)力時容易損壞，從而影響電池的壽命，容易發(fā)生安全事故。還存在 環(huán)境影響與廢電池處置問題。目前世界范圍內(nèi)僅有日本NGK 產(chǎn)品已經(jīng)成功，國內(nèi)已有上海硅酸鹽研究所研制成功的報道。由于日方原因，中國引進(jìn) NGK 鈉硫電池系統(tǒng)一直沒有成功。目前應(yīng)用難度較大。 ? 磷酸鐵鋰電池 對于鋰電池，目前可應(yīng)用于電力用途的 只有磷酸鐵鋰電池，所以，在此我們所涉及的鋰電池僅針對于磷酸鐵鋰電池。 鋰離子電池單體輸出電壓高，工作溫度范圍寬，比能量高，效率高，自放電率低，在電動汽車和靜態(tài)儲能應(yīng)用中的研究也得到了開展。初始投資高是影響鋰離子電池在靜態(tài)儲能廣泛應(yīng)用的重要因素之一；深度放電將直接降低電池的使用壽命，限制了鋰電池在充電源隨機性較大的場合的應(yīng)用；采用過充保護(hù)電路或均衡電路，可提高安全性和壽命。目前磷酸鐵鋰電池由于成本低、安全可靠和高倍率放電性能受到關(guān)注。 表 幾種電池性能比較 鈉硫電池 全釩液流電池 磷酸鐵鋰電池 閥控鉛酸 電池 現(xiàn)有應(yīng)用規(guī)模等級 100kW~34MW 5kW~6MW kW~MW kW~MW 比較適合的應(yīng)用場合 大規(guī)模削峰填谷、平抑可再生能源發(fā)電波動 大規(guī)模削峰填谷、平抑可再生能源發(fā)電波動 可選擇功率型或能量型，適用范圍廣泛 大規(guī)模削峰填谷、平抑可再生能源發(fā)電波動 安全性 不可過充電；鈉、硫的滲漏，存在潛在安全隱患 安全 需要單體監(jiān)控，安全性能已有較大突破 安全性可接受，但廢舊鉛酸蓄電池嚴(yán)重污染土壤和水源 能量密度 100700 Wh/kg 120150Wh/kg 3050 Wh/kg 倍率 特性 510C 515C 轉(zhuǎn)換效率 95% 70% 95% 80% 壽命 2500 次 15000 次 2020 次
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