儲能電站的設計1.1系統(tǒng)構成儲能電站由退役動力電池、儲能PCS(變流器)、BMS(電池管理系統(tǒng))、EMS(能源管理系統(tǒng))等組成,為了體現(xiàn)儲能電站的異構兼容特征,電站選用5種不同類型、結(jié)構、時期的退役動力電池進行儲能為實現(xiàn)儲能電站的控制,需要電站中各設備間進行有效的配合與數(shù)據(jù)通信,電站數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡拓撲結(jié)構分3層,分別為現(xiàn)場應用層、數(shù)據(jù)控制層和數(shù)據(jù)調(diào)度層,系統(tǒng)中現(xiàn)場應用層主要是對PCS和BMS等數(shù)據(jù)監(jiān)測與控制,系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲結(jié)構如圖1所示。PCS是直流電池和交流電網(wǎng)連接的中間環(huán)節(jié)[8],是系統(tǒng)能量傳遞和功率控制的中樞,PCS采用模塊化設計,每個回路的PCS都可調(diào)節(jié)。系統(tǒng)并網(wǎng)時,PCS以電流源形式注入電網(wǎng),自鉗位跟蹤電網(wǎng)相位角度;系統(tǒng)離網(wǎng)時,以電壓源方式運行,輸出恒定電壓和頻率供負載使用,各回路主電路拓撲結(jié)構如圖2所示。BMS具備電池參數(shù)監(jiān)測(如總電流、單體電壓檢測等)、電池狀態(tài)估計和保護等;數(shù)據(jù)控制層嵌入了系統(tǒng)針對不同類型、結(jié)構、時期的動力電池控制策略,實現(xiàn)系統(tǒng)充放電功率均衡。數(shù)據(jù)監(jiān)控層即EMS,主要實現(xiàn)儲能電站現(xiàn)場設備中各種狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集和控制指令的發(fā)送、數(shù)據(jù)分析和事故追憶?,F(xiàn)場并網(wǎng)檢測設備能夠?qū)﹄娋W(wǎng)故障進行智能識別和定位,縮短故障恢復時間。西藏精密電站現(xiàn)場并網(wǎng)檢測設備方案
儲能集成技術路線:
拓撲方案逐漸迭代——智能組串式方案:
一包一優(yōu)化、一簇一管理為提出的智能組串式方案,針對集中式方案中三個主要問題進行解決:
(1)容量衰減。傳統(tǒng)方案中,電池使用具有明顯的“短板效應”,電池模塊之間并聯(lián),充電時一個電池單體充滿,充電停止,放電時一個電池單體放空,放電停止,系統(tǒng)的整體壽命取決于壽命短的電池。
(2)一致性。在儲能系統(tǒng)的運行應用中,由于具體環(huán)境不同,電池一致性存在偏差,導致系統(tǒng)容量的指數(shù)級衰減。
(3)容量失配。電池并聯(lián)容易造成容量失配,電池的實際使用容量遠低于標準容量。智能組串式解決方案通過組串化、智能化、模塊化的設計,解決集中式方案的上述三個問題:
(1)組串化。采用能量優(yōu)化器實現(xiàn)電池模組級管理,采用電池簇控制器實現(xiàn)簇間均衡,分布式空調(diào)減少簇間溫差。
(2)智能化。將AI、云BMS等先進ICT技術,應用到內(nèi)短路檢測場景中,應用AI進行電池狀態(tài)預測,采用多模型聯(lián)動智能溫控策略保證充放電狀態(tài)比較好。
(3)模塊化。電池系統(tǒng)模塊化設計,可單獨切離故障模組,不影響簇內(nèi)其它模組正常工作。將PCS模塊化設計,單臺PCS故障時,其它PCS可繼續(xù)工作,多臺PCS故障時,系統(tǒng)仍可保持運行。 上海高動態(tài)電站現(xiàn)場并網(wǎng)檢測設備設備具備遠程控制功能,運維人員可以通過遠程操作進行設備調(diào)整和監(jiān)測。
光伏電站的設備運維管理
1.建立光伏電站設備技術檔案這是電站設備的基本技術檔案資料,設備檔案的建立可以有效的幫助檢修人員了解熟悉設備參數(shù)、工作原理、接線方式等。為檢修人員日常維護提供有效的技術保障。主要包括:各設備的基本工作原理、技術參數(shù);所有開關、斷路器、旋鈕、指示燈等的說明;設備運行的操作步驟、注意事項;設備故障排除指南;各設備一二次接線原理圖、設計施工、竣工圖,等等。
2.將“互聯(lián)網(wǎng)+”融入電站信息化管理系統(tǒng)利用計算機管理系統(tǒng)建立一個包括:監(jiān)控、安防、生產(chǎn)運營、事故預防、故障處理等的數(shù)據(jù)庫。運用計算機網(wǎng)絡智能控制技術,將數(shù)據(jù)庫信息通過可編程邏輯控制器電力載波技術、WiFi或4G無線網(wǎng)絡通信、藍牙技術等方式傳輸數(shù)據(jù)信息。實現(xiàn)快速、準確的發(fā)現(xiàn)故障點,降低設備故障排查難度;同時,可將實時畫面?zhèn)骰丶刂行模ㄟ^現(xiàn)場人員和遠程顧問共同進行故障診斷分析。做到故障排除的及時性,提高工作效率。
電站現(xiàn)場并網(wǎng)檢測設備的重要性電站現(xiàn)場并網(wǎng)檢測設備是保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的關鍵。在電站并入電網(wǎng)的過程中,需要精確檢測各項參數(shù),確保電站輸出的電能質(zhì)量符合電網(wǎng)要求。這些設備就像嚴格的“把關人”,對電壓、頻率、相位等參數(shù)進行實時監(jiān)測,任何細微的偏差都可能被捕捉到,避免因不合格的電能接入電網(wǎng)而引發(fā)電網(wǎng)故障,保障電力供應的連續(xù)性和可靠性。電壓檢測功能與意義電壓檢測是并網(wǎng)檢測設備的重要功能之一。它能精確測量電站輸出電壓的大小和穩(wěn)定性。對于不同類型的電站,如光伏電站、風電站等,電壓波動范圍都有嚴格標準。檢測設備可以及時發(fā)現(xiàn)電壓過高或過低的情況。過高的電壓可能損壞電網(wǎng)設備,過低則可能影響電力傳輸效率。通過實時監(jiān)測,運維人員能迅速調(diào)整電站運行狀態(tài),保證電壓在安全合理的范圍內(nèi)。電站現(xiàn)場并網(wǎng)檢測設備的可靠性高,能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍數(shù)據(jù)采集和監(jiān)測,為電網(wǎng)運行提供重要支撐和保障。
儲能集成技術路線:拓撲方案逐漸迭代——集中式方案:
1500V取代1000V成為趨勢隨著集中式風光電站和儲能向更大容量發(fā)展,直流高壓成為降本增效的主要技術方案,直流側(cè)電壓提升到1500V的儲能系統(tǒng)逐漸成為趨勢。相比于傳統(tǒng)1000V系統(tǒng),1500V系統(tǒng)將線纜、BMS硬件模塊、PCS等部件的耐壓從不超過1000V提高到不超過1500V。儲能系統(tǒng)1500V技術方案來源于光伏系統(tǒng),根據(jù)CPIA統(tǒng)計,2021年國內(nèi)光伏系統(tǒng)中直流電壓等級為1500V的市場占比約49.4%,預期未來會逐步提高至近80%。1500V的儲能系統(tǒng)將有利于提高與光伏系統(tǒng)的適配度。
回顧光伏系統(tǒng)發(fā)展,將直流側(cè)電壓做到1500V,通過更高的輸入、輸出電壓等級,可以降低交直流側(cè)線損及變壓器低壓側(cè)繞組的損耗,提高電站系統(tǒng)效率,設備(逆變器、變壓器)的功率密度提高,體積減小,運輸、維護等方面工作量也減少,有利于降低系統(tǒng)成本。以特變電工2016年發(fā)布的1500V光伏系統(tǒng)解決方案為例,與傳統(tǒng)1000V系統(tǒng)相比,1500V系統(tǒng)效率提升至少1.7%,初始投資降低0.1438元/W,設備數(shù)量減少30-50%,巡檢時間縮短30%。 電站現(xiàn)場并網(wǎng)檢測設備通常配備先進的傳感器和測量儀器,具備高精度和高靈敏度的特。上海高動態(tài)電站現(xiàn)場并網(wǎng)檢測設備
這些設備經(jīng)過嚴格的測試和驗證,能夠長時間穩(wěn)定運行,具備較高的可靠性。西藏精密電站現(xiàn)場并網(wǎng)檢測設備方案
儲能集成技術路線:
拓撲方案逐漸迭代
(1)集中式方案:1500V取代1000V成為趨勢隨著集中式風光電站和儲能向更大容量發(fā)展,直流高壓成為降本增效的主要技術方案,直流側(cè)電壓提升到1500V的儲能系統(tǒng)逐漸成為趨勢。相比于傳統(tǒng)1000V系統(tǒng),1500V系統(tǒng)將線纜、BMS硬件模塊、PCS等部件的耐壓從不超過1000V提高到不超過1500V。儲能系統(tǒng)1500V技術方案來源于光伏系統(tǒng),根據(jù)CPIA統(tǒng)計,2021年國內(nèi)光伏系統(tǒng)中直流電壓等級為1500V的市場占比約49.4%,預期未來會逐步提高至近80%。1500V的儲能系統(tǒng)將有利于提高與光伏系統(tǒng)的適配度。1500V儲能系統(tǒng)方案對比1000V方案在性能方面亦有提升。
以陽光電源的方案為例,與1000V系統(tǒng)相比,電池系統(tǒng)能量密度與功率密度均提升了35%以上,相同容量電站,設備更少,電池系統(tǒng)、PCS、BMS及線纜等設備成本大幅降低,基建和土地投資成本也同步減少。據(jù)測算,相較傳統(tǒng)方案,1500V儲能系統(tǒng)初始投資成本就降低了10%以上。但同時,1500V儲能系統(tǒng)電壓升高后電池串聯(lián)數(shù)量增加,其一致性控制難度增大,直流拉弧風險預防保護以及電氣絕緣設計等要求也更高。 西藏精密電站現(xiàn)場并網(wǎng)檢測設備方案