太陽能光伏逆變并網(wǎng)及儲(chǔ)能電站技術(shù)方案(編輯修改稿)
2024-12-17 02:30 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 300 次 成本 23000 元 /kWh 15000 元 /kWh 3000 元 /kWh 700 元 /kWh 資源和環(huán)保 資源豐富；存在一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn) 資源豐富 資源豐富；環(huán)境友好 資源豐富；存在一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn) MW 級(jí)系統(tǒng)占地 150200 平米/MW 8001500 平米/MW 100150 平米 /MW(h) 150200 平米 MW 關(guān)注點(diǎn) 安全、一致 性、成本 可靠性、成熟性、成本 一致性 一致性、壽命 (3)建議 方案 從初始投資成本來看，鋰離子電池有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，鈉硫電池和全釩液流電池未 形成 產(chǎn)業(yè)化，供應(yīng)渠道受限，較昂貴。從運(yùn)營(yíng)和維護(hù)成本來看，鈉硫需要持續(xù)供熱，全釩液流電池需要泵進(jìn)行流體控制，增加了運(yùn)營(yíng)成本，而鋰電池幾乎不需要維護(hù)。 根據(jù) 國(guó)內(nèi)外儲(chǔ)能電站應(yīng)用現(xiàn)狀和電池特點(diǎn) ，建議儲(chǔ)能電站電池選型主要為磷酸鐵鋰電池 。 電池管理系統(tǒng) (BMS) （ 1）電池管理系統(tǒng)的要求 在儲(chǔ)能電站中，儲(chǔ)能電池往往由幾十串甚至幾百串以上的電池組構(gòu)成。由于電池在生產(chǎn)過程 和 使用過程中 ， 會(huì)造成 電池內(nèi)阻、電壓、容量等參數(shù) 的 不一致。這種差異表現(xiàn)為電池組充滿或放完時(shí)串聯(lián)電芯之間的電壓不相同，或能量的不相同。這種情況 會(huì)導(dǎo)致部分 過充，而在放電過程中電壓過低的電芯有可能被過放，從而使電池組的離散性明顯增加，使用時(shí)更容易發(fā)生過充和過放現(xiàn)象，整體容量急劇下降， 整個(gè)電池組表現(xiàn)出來的容量為電池組中性能最差的電池芯的容量 ，最終導(dǎo)致電池組提前失效。 因此，對(duì)于磷酸鐵鋰電池電池組而言，均衡保護(hù)電路是必須的。當(dāng)然，鋰電池的電池 管理系統(tǒng)不僅僅是電池的均衡保護(hù)，還有更多的要求以保證 鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)穩(wěn)定可靠的運(yùn) 行。 （ 2） 電池管理系統(tǒng) BMS 的 具體 功能 ? 基本保護(hù)功能 ? 單體電池電壓均衡功能 此 功能是為了修正串聯(lián)電池組中由于電池單體自身工藝差異引起的電壓、或能量的離散性，避免個(gè)別單體電池因過充或過放而導(dǎo)致電池性能變差甚至損壞情況的發(fā)生，使得所有個(gè)體電池電壓差異都在一定的合理范圍內(nèi)。要求各節(jié)電池之間誤差小于 177。30mv。 ? 電池組保護(hù)功能 單體電池過壓、欠壓、過溫報(bào)警，電池組過充、過放、過流報(bào)警保護(hù)，切斷等。 ? 數(shù)據(jù)采集功能 采集的數(shù)據(jù) 主要 有：?jiǎn)误w電池電壓、單體電池溫度（實(shí)際為每個(gè)電池模組的溫度）、組端電壓、充放電電流，計(jì)算得到蓄電池內(nèi)阻。 通訊接口：采用數(shù)字化通訊協(xié)議 IEC61850。 在儲(chǔ)能電站系統(tǒng)中，需要和調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行通訊，上送數(shù)據(jù)和執(zhí)行指令。 ? 診斷功能 BMS 應(yīng)具有電池性能的分析診斷功能，能根據(jù)實(shí)時(shí)測(cè)量蓄電池模塊電壓、充放電電流、溫度和單體電池端電壓、計(jì)算得到的電池內(nèi)阻等參數(shù)，通過分析診斷模型，得出單體電池當(dāng)前容量或剩余容量（ SOC）的診斷，單體電池健康狀態(tài)（ SOH）的診斷、電池組狀態(tài)評(píng)估，以及在放電時(shí)當(dāng)前狀態(tài)下可持續(xù)放電時(shí)間的估 算。根據(jù)電動(dòng)汽車相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求 《鋰離子蓄電池總成通用要求》 （目前儲(chǔ)能電站無相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)），對(duì) 剩余容量（ SOC）的診斷精度為 5%，對(duì)健康狀態(tài)（ SOH）的診斷精度為 8%。 ? 熱管理 鋰電池模塊在充電過程中，將產(chǎn)生大量的熱能，使整個(gè)電池模塊的溫度上升，因而， BMS 應(yīng) 具有熱管理的功能。 ? 故障診斷和容錯(cuò) 若遇異常， BMS 應(yīng)給出故障診斷告警信號(hào)，通過監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給上層控制系統(tǒng) 。 對(duì)儲(chǔ)能電池組每串電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過電壓、電流等參數(shù)的監(jiān)測(cè)分析，計(jì)算內(nèi)阻及電壓的變化率，以及參考相對(duì)溫升等綜合辦法，即時(shí)檢查電池組中是否有某些已壞 不能再用的或可能很快會(huì)壞的電池，判斷故障電池及定位，給出告警信號(hào)，并對(duì)這些電池采取適當(dāng)處理措施。當(dāng)故障積累到一定程度，而可能出現(xiàn)或開始出現(xiàn)惡性事故時(shí)，給出重要告警信號(hào)輸出、并切斷充放電回路母線或者支路電池堆，從而避免惡性事故發(fā)生。 采用 儲(chǔ)能電池的容錯(cuò)技術(shù)，如電池旁路或能量轉(zhuǎn)移等技術(shù)，當(dāng)某一單體電池發(fā)生故障時(shí)， 以避免 對(duì)整組電池運(yùn)行 產(chǎn)生 影響。 管理系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)自身軟硬件 具 有自檢功能，即使器件損壞，也不會(huì)影響電池安全。確保不會(huì)因管理系統(tǒng)故障導(dǎo)致儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)生故障，甚至導(dǎo)致電池?fù)p壞或發(fā)生惡性事故。 ? 建議方案 ? 均衡 保護(hù) 技 術(shù) 目前常用的均衡方法有能量消耗法（電阻均衡）和能量轉(zhuǎn)移法（儲(chǔ)能均衡）。 能量消耗法一般是通過控制器控制電阻網(wǎng)絡(luò)的通斷對(duì)電池單元進(jìn)行分流均衡，這種方法可以同時(shí)對(duì)多節(jié)電池進(jìn)行均衡，控制簡(jiǎn)單。但是均衡過程中如果電阻選的過大，則均衡電流太小，效果甚微；如果電阻選的過小，則電阻功率很大，系統(tǒng)能量損耗大，均衡效率低，系統(tǒng)對(duì)熱管理要求較高，需要進(jìn)行溫度檢測(cè)控制，均衡效果也并非很理想。但由于該方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，成本低，所以在相當(dāng)場(chǎng)合得到廣泛采用。 如圖： 能量轉(zhuǎn)移法是利用電池對(duì)電感或電容等儲(chǔ)能元件的充放電，
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