储能系统及PCS介绍(内部培训专用.ppt
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储能系统及PCS介绍(内部培训专用.ppt
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目录,储能对于未来电力系统意义重大,第2页,发电输电配电用电,弃风弃光应用发电平滑/计划发电调频与备用,弥补线损调峰调频减少电网投资,削峰填谷电能治理微电网应用,削峰填谷备用电源电网扩容,储能是未来电力系统不可或缺的第五大环节,促进电网发展模式根本性变革,储能系统应用场景,第3页,储能的主要形式,第4页,到目前为止,人们已经探索和开发了多种形式的电能储能方式,主要有:
机械储能、化学储能和电磁储能等机械储能:
弹性储能、液压储能、抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能化学储能:
铅酸电池、氧化还原液流电池、钠硫电池、锂离子电池电磁储能:
超导储能、超级电容储能,储能应用统计中国电科院,5,储能应用统计中国电科院,6,近几年储能产业发展迅速,7,储能产业政策,多地相继出台有关火电机组调频、调峰应用的相关奖励与补偿政策,进一步打开储能在火电领域的调频调峰市场,如南方能监局发布了南方区域电化学储能电站并网运行管理及辅助服务管理实施细则(试行)新能源领域储能发展的积极信号已经出现,12月28日,国家能源局西北监管局日前印发了西北区域发电厂并网运行管理实施细则及西北区域并网发电厂辅助服务管理实施细则,新版两个细则将于2019年1月1日正式执行,储能项目商业化,2018年国内多个电网侧和用户侧储能项目相继投产,储能也逐渐从示范项目向商业化过渡,尤其是531光伏新政发布以来,储能更是被寄予了厚望最大的亮点是电网侧储能的应用,具体表现在示范的项目越来越多,示范的规模也越来越大,储能产业技术,大容量储能项目屡破新高,级联型高压储能商业化项目正式投运等,都将进一步带动储能行业技术不断进步,促进储能系统的安全性技术研究及可靠性应用,未来看好储能市场在电网侧应用,8,未来随着充电桩的建设、新能源的消纳等问题,电网需要储能解决;近段时间国网、南网高层领导的会议表态,让业界进一步看到储能快速发展的机遇在江苏、河南、浙江、湖南电网公司,电网储能示范的项目越来越多,示范的规模也越来越大。
这对新能源消纳、提升电网的柔性调节能力、减少或避免电网灾后事故扩大化等方面起到积极的意义。
河南百兆瓦储能项目,国内最大电网储能项目在镇江投运,电池储能系统优越性,电池储能系统组成,目录,储能电池介绍,铅酸电池液流电池钠硫电池锂离子电池(磷酸铁锂、钛酸锂、钴酸锂),铅酸电池,液流电池,全钒液流电池主要厂家,钠硫电池,钠硫电池,锂离子电池,锂离子电池,锂离子电池主要厂家,磷酸铁锂(CATL、比亚迪、天津力神珠海银通)钛酸锂(珠海银隆、微宏动力),目录,PCS能量转换系统,PCS与电力系统:
PCS由DC/AC双向变流器、控制单元等构成,根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电,实现对电网有功功率及无功功率的调节,在无电网情况下可以直接为交流负荷供电;PCS与BMS系统:
PCS控制器通过CAN接口与BMS通讯,获取电池组状态信息,可实现对电池的保护性充放电,确保电池运行安全。
储能单元,PCS系统,电力系统,PCS拓扑介绍
(1),单级式方案,效率高,对电池充放电管理不精确,两级式方案,其电池组的配置更灵活,对电池的充放电管理更准确,但是效率损失,按单级多级分类,PCS拓扑介绍
(2),两电平结构方案,应用普遍,技术成熟,三电平结构方案,在储能应用技术尚不成熟,波形较两电平有改善,容量有提高,中小容量结构两种拓扑,PCS拓扑介绍(3),低压PCS系统示意图,电压低,单机容量小,技术最成熟,需通过变压器接入高压系统,中高压PCS系统示意图,无需变压器直接接入高压系统,适合高压大容量,大容量结构两种拓扑,PCS拓扑介绍(4),其他混合式拓扑结构,PCS具体功能描述,在并网模式、孤岛模式间进行切换,并控制两种模式下的充放电通过控制实现储能系统的四象限运行,为系统提供双向可控的有功、无功功率,实现系统有功、无功功率平衡实现系统高级应用功能,如黑启动、削峰填谷、功率平滑、低电压穿越等功能根据PCS的拓扑结构(如单级AC/DC、双级AC/DC+DC/DC、单级并联、双级并联、级联多电平等),通过相关控制策略实现对储能系统电压和荷电状态均衡管理。
市场上PCS主电路拓扑,低压PCS拓扑分为DC/AC单级式结构和DC/DC+DC/AC两级式结构以单级式为主,效率高,电池使用寿命长通过低压侧并联升压实现更大容量适合面向微电网、用户端的应用基于链式结构高压拓扑无变压器,效率更高:
PCS的变换效率要达到98%以上,如果要达到98%以上,就不能有变压器,因为变压器本身要消掉1.5%拓扑结构与链式SVG类似,第28页,两电平PCS系统拓扑结构,29,级联H桥PCS系统构成,30,两电平及级联H桥PCS对比,目录,电池管理系统主要作用,33,电池管理系统组成,34,电池的不一致性,35,电池的不一致性,36,电池状态管理,37,电池管理系统实现形式,38,电池储能系统的通讯体系,39,电池储能系统的通讯体系,40,目录,国家“863计划”储能示范工程,42,关键设备,43,柜体组成,44,柜内布置
(1),45,柜内布置
(2),46,PCS功率测试,47,储能系统综合功率测试,48,PCS功率测试,49,XP公司储能系统,PowerCell电池Dynapower和Eaton电气提供PCS1.5MWPCS四台375kW变流器并联四象限运行三电平变流器拓扑循环水冷却,第50页,PowerCells阵列组成的电池封装(MWh),1.5MWPCS,1.5MW储能系统,智光电气链式高压储能系统,51,无需变压器直接接入635kV电网系统商业级级联型高压储能系统系统容量:
5MW/3MWh为火电厂调频辅助服务,目录,思源储能发展史,第53页,2008年:
承接上海电力公司100kW钠硫电池储能系统配套电网接入系统的标志性项目。
项目名称:
上海漕溪路变电站储能示范项目。
500KWPCS,钠硫电池。
2009年:
和上海硅酸盐研究所合作部分项目,并成功投运。
2011年:
思源电气独资注册成立思源储能技术工程有限公司。
并购买过清能的PCS,8kWPCS风冷设备。
2011年:
储能公司与成熟的储能系统、电池设备提供商结成战略合作伙伴-美国XP公司,美国XP公司在美国微网、新能源等领域有很多成功应用案例。
2012年:
招聘西交李锦博士做过储能方面的研究,并确立了初步的技术路线。
2018年:
重新进入储能领域,立足储能变流器开发,我司已实现的指导思想,第54页,我司前期已实现的设计思想大功率化500kW及以上模块化容易通过并联实现大容量集成化一站式解决方案,包括电池、变压器等通用化不同电网电压、功率等级、不同电池类型,产品样册,第55页,市场机会分析,第56页,市场机会分析,第57页,国外的PCS技术领先于国内,ABB技术路线和开发能力首屈一指;国内以南瑞、阳光电源、许继、科陆电子、中天科技等为代表。
各厂家的主力细分市场有所不一样,以阳光电源为代表的从事新能源设备开发的厂家主要经营发电侧光储充或者风光储项目。
以许继、国电南自、南瑞为代表的国网系主要经营电网及微网市场。
江苏固德威、科士达、三晶新能源(苏州)主要耕耘海外市场。
低压电力电子厂家积极布局储能,北京英博、盛弘电气、科华恒盛等;多数为从事新能源设备研发的上市公司,具备独特的渠道优势。
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