首页/文章/ 详情

一文读懂储能!

5月前浏览7176


储/能/基/础/知/识

Basic knowledge | Energy storage


基本介绍

   

广义定义:储能即能量的存储。是指通过介质或者设备,把能量存储起来,基于未来应用需要以特定能量形式释放出来的循环过程。

狭义定义:针对电能的存储。指利用化学或者物理的方法将产生的能量存储起来,并在需要时以电能形式释放的一系列技术和措施。(后续介绍中均为狭义定义下的电力储能)


01. 术语和定义


电池储能系统(Battery Energy Storage System, BESS):是一个利用采锂电池或铅电池作为能量储存载体,一定时间内存储电能和供应电能的系统,而且提供的电能具有平滑过渡、削峰填谷、调频调压等功能。


电芯(Battery Cell):单个电池,电池的最小单元。


电池模组(Battery Module/Pack):一系列单个电池的标准封装。


电池架/簇(Battery Rack/Cluster):一系列电池模组组成的储能单元。


电池汇流柜(Battery Collection Panel, BCP):介于电池机架和储能逆变器之间,类似于光伏直流汇流箱。


储能变流器(Power Conversion System, PCS):双向直流交流逆变器


电池管理系统(Battery Management System, BMS):智能化管理及维护各个电池单元,防止电池出现过充电和过放电,延长电池的使用寿命,监控电池的状态。


能量管理系统(Energy Management System, EMS):是一种集软硬件于一体的智能化系统,用于监控、控制和优化能源系统中的能量流动和能源消耗。它基于数据采集、分析和决策支持技术,能够实时监测能源设备的运行状态、能源消耗情况以及环境条件,从而实现对能源的高效管理和优化。


暖通空调系统(HVAC):通常用在电池集装箱内,保证电池通风散热和保暖。


电池容量(Battery Capacity):能够容纳或释放的电荷Q,即电池容量(Ah)=电流(A)x放电时间(h),单位一般为Ah(安时)。比如储能电池标注96Ah,那么在工作电流为96A的时候,理论上可以使用1小时。


电池能量(Battery Energy):电池储存的能量,单位为Wh(瓦时),能量(Wh)=电压(V)x电池容量(Ah)。例如3.2V/96Ah的电池,其能量为307.2Wh,而如果我们把4节这样的电池串联,就组成了一个电压是12.8V,容量为96Ah的电池组,虽然没有提高电池容量,但总能量确提高了4倍。


充放电速率(C-Rate): 放电倍率是指在规定时间内放出其额定容量时所需要的电流值, 它在数值上等于电池额定容量的倍数。即:充放电电流(A)/额定容量(Ah),其单位一般为C(C-rate的简写),如0.5C,1C等。


保证发电容量(Guaranteed power capacity, GPC): 储能系统在规定的使用时间内放出的最低容量。


循环效率(Round-trip Efficiency,RTE): 考虑充放电时的设备损耗及自耗电后,电池充满状态下AC端放出的全部电量与AC端充满所需的电量之比。


循环寿命(Cycle life): 电池的寿命分为循环寿命和日历寿命两个参数。循环寿命指的 是电池可以循环充放电的次数。即在理想的温湿度下,以额定的充放电电流进行充放电,计算电池容量衰减到80%时所经历的循环次数。日历寿命是指电池在使用环境条件下,经过特定的使用工况,达到寿命终止条件(容量衰减到80%)的时间跨度。一般业主可能会考核两者的较小值。



02. 储能分类


按技术路线分


机械类:抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能

电气类:超级电容器储能、超导储能

电化学类:铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、全钒液流电池

化学类:合成天然气、电解水

 热储能:储热、储冷、相变

   

(储能技术分类对比图)

按功能分


功率型储能:这类电源适合小电流长时间放电,功率密度不高。如果做功率型应用放电要不是自身损耗太大,要不就干脆严重影响寿命。

典型代表:铅酸电池

能量型储能:这类电源天生能够大电流放电,不过能量密度不高。如果要做功率类使用,那就是天价而且重量体积巨大。

典型代表:超级电容


电化学储能系统组成

   

1

电芯

           
           
           
           


电芯是主要的储能设备,可通过不同的串并联方式灵活配制为各种容量,适用于各种场景,目前大多为磷酸铁锂电池、三元锂电池、钠离子电池、全钒液流电池。


       

(PACK组成图)

2

电池管理系统(BMS)


       
         

BMS主要控制设备,负责采集电芯实时状态进行传输,同时接受其他控制系统的控制,目前主要有从控、主控、总控三级控制方式。

3

储能变流器(PCS)


         
         
         


PCS是主要的能量转换装置,负责直流电与交流电的转换,带有一定的控制功能,根据实际需求拥有多种功率段可灵活选择配置,涵盖户用、工商业及电站级PCS。

4

能量管理系统(EMS)


       


EMS具有监视,控制和优化发电或输电系统的性能,而且它可以用于小规模的系统,如微电网。能源管理系统可以帮助工业生产企业在扩大生产的同时,合理计划和利用能源,降低单位产品能源消耗,提高经济效益。

5

其他


       
       


其他辅助设备包含温湿度控制系统,监控系统,门禁系统,照明系统,防护系统、变压器等,部分系统可根据不同项目进行取舍。


储能系统作用

   

源—网—荷


用户侧:

①家庭场景:提高电能质量

②商业场景:削峰填谷、备用电源

③工业场景:削峰填谷、备用电源、动态增容


发电侧:

①传统发电:辅助调峰、调频

②新能源发电:平滑输出、提高发电预测能力、移峰提高使用率


微电网侧:

负荷管理维持平衡、平滑波动改善电能质量、微电网平衡控制


电网侧:

预测负荷降低调度难度、减少输电损耗、重要负荷单独备电




01

电源

         
         

(AGC调频)


         

(提高发电预测)


         

(移峰提高使用率)



02

电网

         

(微电网平衡控制)


         

(平滑负荷波动



03

负荷

         

(削峰填谷)


         

(动态增容)


         

(需量响应)


         

(离网备电

          

来源:锂电那些事
System化学电源暖通电力新能源理论材料储能控制装配电气
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2024-06-16
最近编辑:5月前
锂电那些事
锂电设备、工艺和材料技术研发应
获赞 200粉丝 175文章 2091课程 0
点赞
收藏
未登录
还没有评论
课程
培训
服务
行家
VIP会员 学习 福利任务 兑换礼品
下载APP
联系我们
帮助与反馈