安科瑞儲能電力測量儀表
安科瑞儲能系統解決方案背景:
安科瑞儲能電力測量儀表
能源體系深刻變革
《2022年世界能源展望》報告指出,能源危機令全球能源系統脆弱性和不可持續(xù)性凸顯,或將推動各國及國際組織采取長期措施加速結構性改革,深刻改變現有能源供應體系。
國際能源署表示,地緣政治沖突和世界經濟問題導致原油、天然氣、煤炭等傳統能源市場發(fā)生巨震,許多國家政府也紛紛制定新計劃推動能源轉型。
根據國際能源署的推算,根據各國現在推出的政策,全球清潔能源年投資額有望在2030年超過2萬億美元,與當下相比提高50%以上,其中清潔能源在未來的技術發(fā)展中,以太陽能、風能為主。
風光裝機容量測算
預計至2025年,風能和太陽能光伏發(fā)電容量每年以24%的增長率加速增加,推動可再生能源發(fā)電增長。
全球能源技術需求
隨著新型清潔能源的發(fā)展,由于資源特性,大規(guī)模新能源接入影響貫穿電力系統從生產、輸送到消費的全部環(huán)節(jié),給點力系統的安全穩(wěn)定運行帶來挑戰(zhàn),突出體現在預測難、控制難、調度難以及棄風棄光的問題,作為電力的存儲與調節(jié)的儲能技術也隨之進一步發(fā)展。
全球儲能市場規(guī)模
截至 2021 年底,全球已投運電力儲能項目累計裝機規(guī)模 209.4GW,同比增長 9%。新型儲能的累計裝機規(guī)模緊隨其后,為 25.4GW,同比增長 67.7%,其中,鋰離子電池占據絕對主導地位,超過 90%。
全球新型儲能市場累計裝機規(guī)模(MW%,2000-2021)
中國新型儲能累計裝機投運規(guī)模預測
數據來源:CNESA 全球儲能項目庫
儲能政策支持
電化學儲能系統
儲能技術類型
傳統的儲能技術按照類型來分主要分為物理儲能、電化學儲能、化學儲能、電磁儲能和相變儲能等。目前應用較多的是物理儲能和電化學儲能。未來氫儲能有可能成為主要儲能方式。
根據“彭博新能源"給出的儲能技術對比。
儲能項目應用場景
儲能項目應用場景
發(fā)電側:提升新能源發(fā)電友好性
提升新能源并網特性,提高電網考核分,減少考核損失。
如:西北電廠并網運行管理實施細則:風電場和光伏電站的日預測(短期預測)單點偏差最大誤差應分別≤25%和20%,超短期預測曲線第2小時調和平均數準確率應>75%,可用電量的日準確率應≥97%。
促進新能源根據電力需求特性、市場化價格信號等優(yōu)化生產運營,降低棄風棄光,降低系統輔助服務成本。
調頻、調峰、調壓、備用等;
東北地區(qū)新能源分攤輔助服務費用約3分/千瓦時。
提升高比例新能源外送系統的整體效率,可提高輸電通道的利用率和系統整體經濟性。
電網側:促進新能源與電網的協調優(yōu)化運行
在新能源較集中的區(qū)域,配套建設電網測儲能裝置,從電網運行的角度發(fā)揮其削峰填谷、負荷跟蹤、調頻調壓、熱備用、電能質量提升等功能,改進電力調度方式,加強區(qū)域負荷調劑優(yōu)化,有利于新能源與電網的協調優(yōu)化運行。
用戶側:擴展新能源終端應用模式
電化學儲能系統主要由電池組、儲能變流器(PCS)、電池管理系統(BMS)、能量管理系統(EMS)以及其他電氣設備構成。電池組是儲能系統最主要的構成部分;電池管理系統主要負責電池的監(jiān)測、評估、保護以及均衡等;能量管理系統負責數據采集、網絡監(jiān)控和能量調度等;儲能變流器可以控制儲能,電池組的充電和放電過程,進行交直流的變換。
儲能電站—儲能系統組成
電池系統是儲能系統實現電能存儲和釋放主要載體,通過電池單體的串/并聯可實現電池系統容量的擴大,即大容量電池系統。其成組方式:先由多個電池單體經串/并聯后形成電池模塊(BatteryModule,BM),再將多個電池模塊串聯成電池串,最后由多個電池串經并聯而成。
儲能電站—儲能系統組成
主要功能:
一是兩種不同工作模式下(并/離網模式)對電池系統的充放電功能,并實現兩種工作模式的切換;
二是通過控制策略實現BESS的四象限運行,為系統提供雙向可控的有功、無功功率,實現系統有功、無功功率平衡;
三是通過相關控制策略實現系統高級應用功能,如黑啟動、削峰填谷、功率平滑、低電壓穿越等;
四是根據PCS拓撲結構(如單級AC/DC、雙級AC/DC+DC/DC、單級并聯、雙級并聯、級聯多電平結構等),通過相關控制策略實現對電池系統電壓和荷電狀態(tài)的均衡管理等
儲能電站—儲能系統組成
電池管理系統包含儲能電池監(jiān)控和電池管理系統兩大部分,每套系統包含電池監(jiān)測電路(CSC)、從電池管理單元(SBMU)、主電池管理單元(MBMU)、高壓線路控制單元、儲能柜預充電(并聯)線路、高壓檢測單元、熱管理單元、電流檢測單元、急停系統、以及電池監(jiān)控系統(PC)等。
儲能電站—儲能系統組成
電池模塊、電池簇和電池陣列的儲能系統宜采用三層架構的電池管理系統
電池管理系統功能:
實時監(jiān)測電池的電和熱相關的數據, 如電池簇總電壓、電池單體電壓或電芯組電壓、電池簇電流、電池模塊內部溫度;
具有 SOC/SOH 、充放電電能量值的計算功能;
高效均衡功能;
電氣保護功能;
預警功能;
自檢功能;
參數整定與修改功能等。
儲能電站—儲能系統組成
儲能系統多基于磷酸鐵鋰電池儲能技術,磷酸鐵鋰電池具備安全可靠、放電深度和充放電倍率高等優(yōu)勢。電池單元采用模塊化設計,采用標準20/40英尺集裝箱,集裝箱內具有空調、溫控、消防、照明等保護系統,確保電池系統具有的轉換效率及運作性能,同時具有安全可靠的保護措施。
儲能系統集裝箱
儲能系統并網
儲能0.4kV并網
250kW/500kWh,0.4kV并網的儲能系統
儲能10kV并網
630kW/2MWh,10kV并網的儲能系統
儲能監(jiān)控系統
系統架構
儲能監(jiān)控系統拓撲
儲能監(jiān)控系統
安科瑞作為專業(yè)軟件產品及系統解決方案提供商,結合儲能系統的特點與運行模式,在電力監(jiān)控的基礎上自主研發(fā)儲能監(jiān)控系統,通過對儲能設備的統一監(jiān)測與統一控制、儲能數據的集中管理分析,在削峰填谷、節(jié)省電費開支、延緩輸配電擴容升級等方面具有良好的經濟收益 ,在計劃曲線、備用電源、逆功率保護等方面具有一定的供電安全性、可靠性。
功能:
管理人員可通過系統查看當前儲能系統綜合數據(電參量數據、充放電量數據、節(jié)能減排數據)、當前運行模式(峰谷模式、計劃曲線、需量控制等)、電量與收益等實時數據、可通過對儲能電站全站功率曲線、充放電量對比圖,實時掌握系統的整體運行水平。同時與光伏、風電及綜合能源管理等系統進行接口整合,多維度的進行綜合能源的有效應用及管理,為多元化輔助決策分析提供依據。
價值:
為用戶提供安全、規(guī)范的監(jiān)控服務,保證儲能設備及電網安全。
提供多種運行模式、數據分析與生產報表,有效提高系統整體性能,節(jié)省電費開支。
儲能監(jiān)控系統
儲能監(jiān)控系統功能界面
主要用來展示本系統的儲能裝機容量、儲能當前充放電量、收益、SOC變化曲線以及電量變化曲線。
運行監(jiān)控--PCS監(jiān)控
PCS參數配置,主要設置PCS的運行狀態(tài)、運行參數限值,及交直流測運行數據。
運行監(jiān)控--PCS監(jiān)控
儲能系統并離網設置、充放電功率設置。
運行監(jiān)控--電池監(jiān)控
BMS參數設置,如運行參數數據的限值;監(jiān)測電池的運行狀態(tài)與運行數據,如電壓、電流和溫度、電池SOC曲線等。
運行監(jiān)控--電池監(jiān)控/策略配置
運行監(jiān)控--其他監(jiān)控
系統接入風/光系統與信息展示。 系統接入視頻監(jiān)控系統與展示。
系統分析--電量統計/能耗分析/告警分析/事件分析
運維管理--通訊管理/網絡管理/數據管理
運維管理--報表管理/視頻管理/設備管理
二次系統
參數監(jiān)測:可監(jiān)測各相電壓、電流實時值、有功功率、無功功率、功率因數、相角、相位等實時參數計量功能:可計量有功、無功、正向有功、反向有功、正向無功、反向無功、四象限無功等電量
數據存儲:可儲存當前12個月的用電歷史電量數據防竊電:具有開蓋、失壓、失流、斷相等事件記錄功能通訊接口:雙RS485接口、 遠紅外通訊接口通訊協議:DL/T645-2007通訊規(guī)約
儲能設備
EssCube100-200S分布式儲能柜
采用“Multiin-one"的設計理念,將218kWh長壽命電池、電池管理系統、100kW高性能變流系統、主動安全系統、智能配電系統、熱管理系統融于單個標準化室外機柜,形成一體化可即插即用的智慧能量塊產品。
產品優(yōu)勢:
安全可靠
標準化機柜實現儲能系統分區(qū)安全隔離、主動安全監(jiān)測及預警設計和PACK級液冷式消防技術確保系統安全可控。
經濟效益
零并聯容損的單電池組串設計,高效多電平拓撲和最小損耗變頻調制技術冷水機組設計和智能環(huán)境溫度控制技術、PCS和電池組串的優(yōu)擬合技術讓系統轉換效率>90%。
智能友好
內嵌削峰填谷、需量管理、光儲充控制、高速調度等多種運行控制模式的能源管理系統,適用幾乎所有應用場景。
即插即用
集成所有儲能系統部件,其輸出可直接接入風電和 光伏系統。單機柜可自洽控制,多機柜可并聯實現儲能系統的無限擴容,真正實現儲能系統的即插即用。
儲能柜通用技術參數
液冷儲能集裝箱