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        關(guān)于MW級集裝箱式電池儲能系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與應用探究

        瀏覽次數(shù):419更新時間:2024-07-26
        一、引言
        在當今能源領域,MW 級集裝箱式電池儲能系統(tǒng)正逐漸成為關(guān)鍵的組成部分,為能源的存儲和高效利用提供了創(chuàng)新的解決方案。
        二、MW 級集裝箱式電池儲能系統(tǒng)的概述
        MW 級集裝箱式電池儲能系統(tǒng)是將大量電池集成在標準的集裝箱中,形成一個具有高能量存儲和輸出能力的整體單元。它通常包括電池模組、電池管理系統(tǒng)(BMS)、功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)、熱管理系統(tǒng)、消防系統(tǒng)以及監(jiān)控系統(tǒng)等。
        三、工作原理
        通過電池模組存儲電能,當需要釋放電能時,經(jīng)過 PCS 將直流電轉(zhuǎn)換為交流電輸出。BMS 實時監(jiān)測電池的狀態(tài),如電壓、電流、溫度和剩余電量(SOC)等,以確保電池的安全和高效運行。熱管理系統(tǒng)則負責控制電池的工作溫度,防止過熱或過冷影響性能和壽命。
        四、優(yōu)勢
        1. 靈活性和可擴展性
          • 可以根據(jù)需求靈活組合多個集裝箱,實現(xiàn)不同規(guī)模的儲能容量。

          • 例如,在一個儲能項目初期,可以先部署少量集裝箱,隨著需求增長再逐步增加。

        2. 快速部署
          • 由于采用標準化的集裝箱設計,能夠在短時間內(nèi)完成安裝和調(diào)試。

          • 比如在應對緊急電力需求時,能夠迅速投入使用。

        3. 易于運輸和移動
          • 可以通過卡車、船舶等運輸工具方便地運輸?shù)讲煌攸c。

          • 這使得其能夠適應不同的應用場景,如臨時電力供應或偏遠地區(qū)的儲能需求。

        五、應用領域
        1. 電網(wǎng)輔助服務
          • 參與調(diào)峰、調(diào)頻,提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。

          • 比如在用電低谷時存儲電能,高峰時釋放,平衡電網(wǎng)負荷。

        2. 可再生能源整合
          • 平滑可再生能源的輸出波動,提高其并網(wǎng)比例。

          • 像太陽能和風能發(fā)電不穩(wěn)定時,儲能系統(tǒng)能夠儲存多余能量并在需要時釋放。

        3. 工商業(yè)用戶
          • 幫助企業(yè)實現(xiàn)削峰填谷,降低用電成本。

          • 例如工廠在電價低谷時充電,高峰時放電,節(jié)省電費支出。

        六、面臨的挑戰(zhàn)
        1. 成本
          • 包括電池成本、系統(tǒng)集成成本和維護成本等,目前仍然較高。

        2. 電池壽命和性能衰減
          • 長期循環(huán)使用可能導致電池性能下降,影響系統(tǒng)的整體效率和壽命。

        3. 安全問題
          • 電池的熱失控、火災等安全隱患需要高度重視和有效防范。

         

        七、安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統(tǒng)概述

        7.1概述

        安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統(tǒng),專門針對工商業(yè)儲能柜、儲能集裝箱研發(fā)的一款儲能EMS,具有完善的儲能監(jiān)控與管理功能,涵蓋了儲能系統(tǒng)設備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細信息,實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報警管理、統(tǒng)計報表等功能。在高級應用上支持能量調(diào)度,具備計劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。

        7.2接入設備

        Acrel-2000ES,具備多種接口,多種協(xié)議對接的能力,支持多種設備接入。

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        7.3系統(tǒng)功能

        7.3.1實時監(jiān)測

        系統(tǒng)人機界面友好,能夠顯示儲能柜的運行狀態(tài),實時監(jiān)測PCS、BMS以及環(huán)境參數(shù)信息,如電參量、溫度、濕度等。實時顯示有關(guān)故障、告警、收益等信息。

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        7.3.2設備監(jiān)控

        系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測PCS、BMS、電表、空調(diào)、消防、除濕機等設備的運行狀態(tài)及運行模式。

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        PCS監(jiān)控:滿足儲能變流器的參數(shù)與限值設置;運行模式設置;實現(xiàn)儲能變流器交直流側(cè)電壓、電流、功率及充放電量參數(shù)的采集與展示;實現(xiàn)PCS通訊狀態(tài)、啟停狀態(tài)、開關(guān)狀態(tài)、異常告警等狀態(tài)監(jiān)測。

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        BMS監(jiān)控:滿足電池管理系統(tǒng)的參數(shù)與限值設置;實現(xiàn)儲能電池的電芯、電池簇的溫度、

        電壓、電流的監(jiān)測;實現(xiàn)電池充放電狀態(tài)、電壓、電流及溫度異常狀態(tài)的告警。

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        空調(diào)監(jiān)控:滿足環(huán)境溫度的監(jiān)測,可根據(jù)設置的閾值進行空調(diào)溫度的聯(lián)動調(diào)節(jié),并實時監(jiān)測空調(diào)的運行狀態(tài)及溫濕度數(shù)據(jù),以曲線形式進行展示。

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        UPS監(jiān)控:滿足UPS的運行狀態(tài)及相關(guān)電參量監(jiān)測。

        7.3.3曲線報表

        系統(tǒng)能夠?qū)CS充放電功率曲線、SOC變換曲線、及電壓、電流、溫度等歷史曲線的查詢與展示。

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        7.3.4策略配置

        滿足儲能系統(tǒng)設備參數(shù)的配置、電價參數(shù)與時段的設置、控制策略的選擇。目前支持的控制策略包含計劃曲線、削峰填谷、需量控制等。

         

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        7.3.5實時報警

        儲能能量管理系統(tǒng)具有實時告警功能,系統(tǒng)能夠?qū)δ艹浞烹娫较蕖囟仍较蕖⒃O備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。

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        7.3.6事件查詢統(tǒng)計

        儲能能量管理系統(tǒng)能夠?qū)b信變位,溫濕度、電壓越限等事件記錄進行存儲和管理,方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進行歷史追溯,查詢統(tǒng)計、事故分析。

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        7.3.7遙控操作

        可以通過每個設備下面的紅色按鈕對PCS、風機、除濕機、空調(diào)控制器、照明等設備進行相應的控制,但是當設備未通信上時,控制按鈕會顯示無效狀態(tài)。

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        7.3.8用戶權(quán)限管理

        儲能能量管理系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行,設置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作(如遙控的操作,數(shù)據(jù)庫修改等)。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限,為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

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        7.3.9安科瑞配套產(chǎn)品

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        八、結(jié)論

        綜上所述,MW級集裝箱電池儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)領域的確具有*高的應用研究價值。本文給出了1套用于實現(xiàn)電池模塊溫度控制的設計方法,希望對領域研究有所借鑒。

        參考文獻:

        [1]帥昌俊.液冷集裝箱式儲能系統(tǒng)設計開發(fā)研究[J].河南科技

        [2]孫鳳雙.2MW集裝箱式儲能升壓變一體機系統(tǒng)的設計[J].上海電氣技術(shù)

        [3]田剛領,張柳麗,牛哲薈,等.集裝箱式儲能系統(tǒng)熱管理設計[J].電源技術(shù)

        [4]白亞平,牛哲薈,趙佩宏,等.集裝箱式儲能系統(tǒng)電池成組技術(shù)研究[J].河南科技

        [5]羅軍,田剛領,張柳麗,等.集裝箱式儲能系統(tǒng)溫度特性研究[J].電器與能效管理技術(shù)

        [6]游峰,錢艷婷,梁嘉,等.MW級集裝箱式電池儲能系統(tǒng)研究[J].電源技術(shù)

        [7]李相俊,王上行,惠東.電池儲能系統(tǒng)運行控制與應用方法綜述及展望[J].電網(wǎng)技術(shù)

        [8]張子峰,王林,陳東紅,等.集裝箱儲能系統(tǒng)散熱及抗震性研究[J].儲能科學與技術(shù)

        [9]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊2022.5版.

        [10]魯統(tǒng)文.MW級集裝箱式電池儲能系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀與應用探究

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