电池储能电站电网侧经济效益及运行效益分析

  目的  电池储能电站的建设是未来电网发展的必然趋势,文章旨在研究当前电池技术和峰谷电差政策条件下的电池储能电站的经济效益和运行效益。  方法  以电网侧储能电站为对象出发,分析以经济效益指数为判据的经济效益、以延缓变电站扩容建设为衡量的运行效益。同时,以东莞地区电池储能电站为例,对其直接经济效益、运行效益和其他效益进行分析。  结果  在当前电池技术和峰谷电差政策的状况下,东莞电池储能电站的经济效益总体略有亏损,但考虑到建设储能电站存在的其他方面的运行效益等,发展电池储能电站有小幅盈利。  结论  以东莞地区电池储能电站为例的经济效益及运行效益分析也可以为其他同类型电池储能电站的效益分析提供参考。     

锂电池储能电站防消一体化系统设计及控制策略

面向锂电池储能电站的安全需求,遵循“预防为主、防消结合”的原则,设计锂电池储能电站防消一体化系统,实现数据融合和智能诊断,建立早期预警、后期灭火防护的完整系统;参照实际储能预制舱结构,搭建储能预制舱试验环境,开展锂电池单体及模组热失控及灭火试验,结果表明：防消一体化系统控制策略通过安全预警、防护、消防系统的分级工作,实现了火灾早期预警以及后期灭火防护,最大程度降低了电池热失控带来的危害;以细水雾作为灭火介质能在短时间内熄灭磷酸铁锂电池火灾,并能有效防止电池复燃。     

预制舱类工业建筑能耗模拟软件PCES的设计与开发

  [目的]  建筑能耗模拟软件是建筑节能设计与建筑能耗评估重要的支持工具,而现行的建筑能耗模拟软件难以满足预制舱类工业建筑能耗分析及机柜级微环境控制设计的需求。  [方法]  提出了预制舱类建筑热平衡模型,基于该物理模型开发出预制舱类建筑能耗计算软件PCES,通过工程案例证明了PCES能客观地反映建筑物的能耗分布规律。  [结果]  计算表明:PCES可以实现对预制舱建筑围护结构、舱内热状况以及机柜级热环境状况进行求解,适用于工程节能设计与能耗分析。  [结论]  研究成果可实现建筑参数设定、能耗模拟与建筑热过程及能耗分析。     

大规模储能电站模块化建设方案研究

传统的变电站建设模式制约了储能电站建设效率、工程安全质量和工艺水平的提升,已无法适应新的要求。为了提升储能站的建设能力,提出了大规模储能电站模块化建设方案。针对预制舱式储能组合设备的模块化设计,对一二次设备按功能分成不同的预制舱等形式,对储能站进行规模化配置,分析了模块化子系统配置方案,提出了储能电池舱、换流舱、变压器舱的不同组合方式,提高了储能站设备建设的集成度,提升了运行维护的效率,大大缩短了储能站的建设周期,减小了现场的工作量,同时也提高了施工质量,是未来储能站的建设方向,具备推广应用的价值。     

全氟己酮气体灭火系统在磷酸铁锂电池储能预制舱的应用

“双碳”目标下,需要建设大量与“风”“光”等新能源配套的磷酸铁锂电池储能电站,但磷酸铁锂电池具有较大火灾危险性,其灭火措施研究尚不完善。全氟己酮灭火剂是一种新型哈龙和氢氟烃类灭火剂的优良替代品,对其是否适用于扑灭储能锂电池火灾并抑制其热失控存有争议。基于全氟己酮应用于磷酸铁锂电池火灾的既往研究成果,优化了全氟己酮气体应用于磷酸铁锂电池储能电池舱的灭火方式,采用“局部应用”与“全淹没”灭火方式相结合,通过模型试验验证了灭火效果并得出了相关设计参数,以工程案例详细论述了全氟己酮气体灭火系统在储能电池舱的应用方案。     

印度电池储能市场分析与开拓

  目的  随着国内电池储能市场的快速发展,越来越多的厂商加入到电池储能队伍中,行业竞争日益激烈。中资企业亟需向外开拓新的电池储能市场。  方法  通过收集、整理和分析印度风电和光伏发电行业数据,计算其配套电池储能市场容量,分析了其电池储能市场的发展现状和储能项目招标要求以及中国企业具备的优势。  结果  测算结果表明印度风电和光伏行业电池储能市场潜力巨大,中企得益于国内电池储能技术的快速发展,在印度开展电池储能业务时具有较大优势,但也面临巨大挑战。  结论  研究结论可以为中企赴印开展电池储能业务提供参考。     

不同类型气体探测对磷酸铁锂电池储能舱过充安全预警有效性对比

研究储能舱内不同探测器预警有效性对储能系统的安全运行具有重要意义。本工作首先介绍了磷酸铁锂电池热失控过程和产气机理,以13 Ah和50 Ah方形硬壳磷酸铁锂电池为研究对象,搭建了典型储能舱环境,采用1 C电流对电池单体过充至热失控,同时监测电池表面温度、电压及舱内可见光和红外图像,采用H₂、CO、VOC、可燃气探测器、烟感和温感进行安全预警,分析了不同探测器对电池热失控预警的有效性。试验结果表明,在电池过充至热失控的过程中,所有探测器报警由先到后排序为H₂、CO、VOC、感烟探测器,可燃气探测器和感温探测器未报警。电池的容量越高,过充后产气的量越大,产生的白烟也更明显,且H₂、CO、VOC这些特征气体探测器报警的时间越早,更有利于大容量电池的热失控预警;其中H₂探测器报警时间早、变化特征明显,更适合预警电池热失控;烟感的报警时间过晚,不能有效预警。研究结果可为磷酸铁锂储能舱热失控预警提供有效的试验和数据支撑。     

一种可工程化检测磷酸铁锂电池问题的方法

磷酸铁锂电池广泛应用在大规模储能电站系统,为提高电池系统运行性能和保证电池系统安全性,迫切需要一套可工程化、在线、快速、精准定位不一致电芯的方法,便于系统快速诊断和维护.本工作提出了一种基于电池充放电特征,利用多种离群值检测的算法,实现问题分类.在此基础上计算电池偏差容量,以之作为优化系数,对上述各类问题进行优先处理级...     

标准配送式变电站预制光缆工程应用方案研究

  [目的]  为了实现标准配送式变电站预制光缆的标准化应用与工程推广,需要对预制光缆工程应用方案及工程实施问题进行研究。  [方法]  基于标准配送式变电站预制光缆的工程应用现状及需求,结合预制光缆的结构型式、光缆类型、预制方式等因素对工程应用方案进行比较,并对工程实施中的敷设、衰减控制及余长控制等常见问题及解决方案进行研究。  [结果]  研究统一了预制光缆的结构型式、光缆类型、预制方式,解决了光缆敷设、衰减控制及余长控制等问题,可以缩短工期并节约投资,提升标准配送式变电站预制光缆的通用性与经济性。  [结论]  结合文章研究成果,标准配送式变电站可根据工程规模与设备布置选择适用的工程应用方案和工程实施方案,实现全站光缆的现场模块化安装与接线。     

压缩空气储能示范进展及商业应用场景综述

    [目的]   近年来,储能技术及储能产业发展受到的关注度持续升温。    [方法]   在此背景下,对压缩空气储能技术及其商业应用场景进行了分析与综述。通过梳理国内致力于压缩空气储能技术示范的研究团队及其技术特点,较为全面地反映了国内压缩空气储能技术的发展方向;在此基础上,介绍了已投运数十年的德国汉特福及美国阿拉巴马州两座商业化压缩空气储能电站的配置参数及运行经验,综述了近年来国内外针对多种新型压缩空气储能技术的示范进展状况。结合压缩空气储能技术梳理、商业化储能电站回顾及新型压缩空气储能技术示范进展综述三方面的工作,可为国内压缩空气储能技术发展及国家多部委大力推动的储能行业发展提供借鉴。最后,从电源侧储能、电网侧储能及用户侧储能三类应用场景分析了压缩空气储能技术的适应性及应用潜力。    [结果]   德国及美国两座商业化压缩空气储能电站数十年的可靠运行经验,检验了压缩空气储能电站长期运行的可靠性。与此同时,国内自500 kW至10 MW等多容量规模压缩空气储能示范工程的先后投建,表明此项储能技术在国内已实现由理论研究阶段向示范验证阶段的突破。    [结论]   在当下政策环境,用户侧峰谷电价政策是较为典型的储能应用场景边界条件,在压缩空气储能技术推广中可以重点考虑。     

面向数据中心的储能系统应用研究

[目的]在新基建的背景下,数据中心得到迅猛的发展,数据中心作为高密度负荷,如何最大限度采用清洁能源并降低运行能耗,得到越来越多的关注.[方法]梳理了当前储能系统主流电池技术参数及数据中心供电需求.[结果]通过电池参数分析,给出了适用于数据中心储能系统的电池选型建议,随后提出了面向数据中心储能系统的应用模式以及满足快速切...     

大规模压缩空气储能电站主厂房设计优化分析

[目的]压缩空气储能电站在进行主厂房设计时缺少相应规范作为技术支撑,可参照执行的《压缩空气站设计规范》中存在一些有争议和不适用的规定,难以满足当前压缩空气储能电站大规模发展的需要。为了解决在规范执行过程中遇到一些重点问题,找到更优的主厂房设计方案。[方法]对空气储能用压缩机的爆炸危险性进行了分析,将合并厂房设计与分厂房设计做了经济性对比,并对压缩机房内压缩空气的储存容积做了整理和总结。[结果]结果表明:空气储能用压缩机不具备化学危险性,在设备质量达标的前提下也不具备物理爆炸危险性;合并厂房设计较分厂房设计可以节省大量投资;压缩机房内压缩气体的储存容积较主厂房体积占比较小。[结论]从工艺流程、系统集成度、整体经济性、运行维护方便等角度考虑,大规模压缩空气储能电站主厂房推荐采用合并厂房设计;并可根据工艺布置和检修运行需求,采取大平台布置结构;压缩机厂房与其它房间相邻时可设置甲级防火门,并应设置门斗等防护措施。     

化学电源及其在储能领域的应用

  目的  化学电源在储能领域展现出广阔的应用前景,需要对化学电源进行深入了解,合理地利用化学电源的优势,从而达到提高化学电源储能安全性和经济性的目的。  方法  综述了几种最有代表性和应用最为广泛的化学电源技术,分析其技术特点。结合当前化学电源在储能领域的应用现状,分析化学电源在储能领域面临的问题并提出应对建议。  结果  发展化学电源在储能领域的应用,需要新型专用储能电源的开发、电池管理系统的构筑以混合储能策略的设计等远、中、近期研究同时进行。将理论结合实践,提高化学电源储能的安全性、经济性,推动储能事业的发展。  结论  电化学储能在新能源消纳并网、电网调峰调频、用电质量的改善方面具有广阔前景,需要具体根据工作要求针对性地制定储能建设及工作方案,从而获得最大化的效益。     

满足主变N-1的变电站储能定容方法及经济分析

[目的]在保证变电站平均负载率相对合理、提高变电站利用小时数的前提下,为了解决目前电网存在的高峰负荷过高造成的变电站主变压器短时间重载问题,延缓电网的建设投资,保证电网经济运行,文章提出了基于满足主变N-1供电要求的变电站储能定容方法。[方法]首先,建立储能定容数学模型实现对负荷运行曲线削峰填谷、降低变压器最高运行负载率;然后,构建锂离子电化学储能定容经济目标函数,并开展建设锂离子电化学储能和扩建主变的建设投资对比,分析储能定容经济性;最后,结合实际变电站,提出储能配建规模的建议及经济可行的储能建设成本。[结果]通过分析,随着未来锂离子电化学储能单位造价降低,储能功率可按照变电站容量15%、充放电时长2 h考虑,储能系统单位造价降低至1 200元/kWh左右时,建设储能的经济优势明显。[结论]所提出的储能定容方法可以有效解决变电站短时间重载问题,并具备较常规输变电工程更优的经济性。     

电化学储能技术在火电厂中应用研究综述

  目的  火电厂耦合电化学储能设备是新能源电力高比例渗透下提高电力系统灵活调峰能力的可行解决路线。  方法  文章首先对电化学储能技术在火电厂中的作用和应用特点进行了介绍;然后对电化学储能技术特性进行了总结和归纳,对不同种类的电化学储能系统在不同应用目的和场景下适用性进行了分析,对现阶段电化学储能技术在火电厂中的应用情况及瓶颈进行了梳理;最后对电化学储能技术的发展方向进行展望。  结果  分析结果表明,虽然电化学储能技术在火电厂中的工程应用前景广阔,但仍在运行安全性、建设维护成本、材料回收等方面存在改进空间。  结论  运行策略优化、新型高性能材料开发以及设备安全与回收管理将成为未来阶段电化学储能技术参与火电调频应用过程中的主要发展方向。     

海上风电-氢能综合能源监控系统设计

  目的  针对大规模的海上风电投产后消纳问题,提出了海上风电－氢能综合能源监控系统。  方法  提出了海上风电－氢能综合能源监控系统的系统架构、分析了陆上加氢站、海上制氢站、海上风电机组各监控子系统的要求,并给出了能量管理的要求。  结果  实现了实时数据采集、顺序控制、发电预测及计划、分布式电源管理、制氢负荷管理的要求。  结论  系统达到了自发自用,短时储电,长期储氢,负荷可控的控制要求。方案切实可行,有望于工程应用推广。     

新能源系统中双储能耦合燃煤机组的应用策略研究

  目的  随着新能源电力消费比例不断提高,燃煤机组耦合双储能技术的能源系统发展受到广泛关注。  方法  文章基于能源系统组成、储能技术特性、项目示范情况以及技术瓶颈等方面的分析,针对风电、光伏嵌入下双储能技术耦合燃煤机组参与电力系统调峰应用开展了运行控制策略研究。  结果  双储能技术耦合燃煤机组可通过不同的结构组成、运行策略优化有效解决新能源系统运行稳定性、能源高效利用以及技术经济性等问题,但目前尚未到实现大规模商业化应用阶段。  结论  双储能耦合燃煤机组在新能源系统中的推广应用,需要对双储能技术的策略优化及储能技术本身的发展突破方面不断开展工作。