太陽(yáng)能光伏逆變并網(wǎng)及儲(chǔ)能電站技術(shù)方案-在線瀏覽
2025-01-14 02:30本頁(yè)面
【正文】 能 子系統(tǒng) 目前可以應(yīng)用于儲(chǔ)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。以其材料普遍、價(jià)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(chǔ)能電站中，鉛酸電池依舊被采用。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(guò)程中，鉛金屬對(duì)環(huán)境的污染不可忽視。全釩液流電池目前成本非常昂貴，尤其是高功率應(yīng)用。 ? 鈉硫電池 鈉硫電池作為新型化學(xué)電源家族中的一個(gè)新成員出現(xiàn)后，已在世界上許多國(guó)家受到極大的重視和發(fā) 展。但是鈉硫儲(chǔ)能電池不能過(guò)充與過(guò)放，需要嚴(yán)格控制電池的充放電狀態(tài)。還存在 環(huán)境影響與廢電池處置問(wèn)題。由于日方原因，中國(guó)引進(jìn) NGK 鈉硫電池系統(tǒng)一直沒(méi)有成功。 ? 磷酸鐵鋰電池 對(duì)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(duì)于磷酸鐵鋰電池。初始投資高是影響鋰離子電池在靜態(tài)儲(chǔ)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(jī)性較大的場(chǎng)合的應(yīng)用；采用過(guò)充保護(hù)電路或均衡電路，可提高安全性和壽命。 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(jí) 100kW~34MW 5kW~6MW kW~MW kW~MW 比較適合的應(yīng)用場(chǎng)合 大規(guī)模削峰填谷、平抑可再生能源發(fā)電波動(dòng) 大規(guī)模削峰填谷、平抑可再生能源發(fā)電波動(dòng) 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(dòng) 安全性 不可過(guò)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 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(lái)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。 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 。由于電池在生產(chǎn)過(guò)程 和 使用過(guò)程中 ， 會(huì)造成 電池內(nèi)阻、電壓、容量等參數(shù) 的 不一致。這種情況 會(huì)導(dǎo)致部分 過(guò)充，而在放電過(guò)程中電壓過(guò)低的電芯有可能被過(guò)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(guò)充和過(guò)放現(xiàn)象，整體容量急劇下降， 整個(gè)電池組表現(xiàn)出來(lái)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。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。要求各節(jié)電池之間誤差小于 177。 ? 電池組保護(hù)功能 單體電池過(guò)壓、欠壓、過(guò)溫報(bào)警，電池組過(guò)充、過(guò)放、過(guò)流報(bào)警保護(hù)，切斷等。 通訊接口：采用數(shù)字化通訊協(xié)議 IEC61850。 ? 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(guò)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。 ? 熱管理 鋰電池模塊在充電過(guò)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。 對(duì)儲(chǔ)能電池組每串電池進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過(guò)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。 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。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。 能量消耗法一般是通過(guò)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。但由于該方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，成本低，所以在相
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