В условиях глобального климатического кризиса чистая энергия, пришедшая на смену каменной, стала для человечества основным путем к достижению углеродной нейтральности.
Однако с постоянным улучшением доступа нестабильных экологически чистых источников энергии к электросети, это создало огромные проблемы для стабильной работы электросети. Технологии хранения энергии гарантировать безопасную и стабильную работу энергосистемы, решая проблему очистки энергии, времени и пространства.
Как интегрировать ключевые части батарейных блоков, переменных накопителей энергии (PCS), системы управления батареями (BMS) и системы управления энергией (EMS) с помощью эффективных решений, чтобы максимизировать экономичность и безопасность системы, что стало первым принципом развития отрасли.
Сложные продукты для хранения энергии и сложные модели применения стали предвестниками революции в области интегрированных технологий. Вопрос в том, какой путь интеграции следует выбрать в различных сценариях применения? Куда будут направлены будущие технические маршруты?
Более ранняя интеграция накопителей энергии: централизованное решение
Централизованные накопители энергии - это первое поколение интегрированных маршрутов в промышленности. После того, как несколько кластеров аккумуляторов подключаются к стороне постоянного тока, на литий-ионный BMSСистема контроля температуры, автоматическая система предотвращения пожара и устройство распределения энергии перекрестного тока образуют контейнер для батареи.
В то же время, в части переменного напряжения потока, PCS и трансформатор составляют силовой контейнер, и оба контейнера соединены через кабель постоянного тока.
Благодаря таким преимуществам, как низкая стоимость и низкий технологический порог, они быстро заняли рынок накопителей энергии и стали первым поколением основных интегрированных маршрутов хранения энергии.
Однако после запуска большого количества концентрированных схем возникает множество проблем. Здесь нам необходимо укрепить концепцию полной стоимости жизненного цикла, и два основных фактора, которые влияют на этот показатель, - это общая стоимость инвестиций в жизненный цикл и пропускная способность всего жизненного цикла. Самая большая проблема для централизованных решений заключается в том, что невозможно достичь оптимальной пропускной способности полного жизненного цикла.
После параллельного соединения батарей на стороне постоянного тока, из-за разницы в электрических характеристиках между различными батареями, каждая батарея будет недовольна и неполноценна, и это также принесет серьезные проблемы с циркуляцией. Чтобы избежать проблем с безопасностью системы, вызванных циркуляцией, количество 10%of каждый сохраняется, который уменьшается до глубины хранения.
При проектировании теплоотвода контейнер для хранения энергии обычно используют 1-2 концентрированных кондиционера. Он должен быть спроектирован с длинным воздуховодом. Эффективность охлаждения низкая, разница температур в контейнере большая, что усугубляет несоответствие камеры и сокращает количество циклов работы системы.
При изменяющихся потоках к одной системе PCS подключается множество кластеров батарей. При возникновении сбоя потеря емкости будет значительной, что скажется на эффективности системы.
Сокращение пропускной способности всего жизненного цикла позволяет централизованному решению только уменьшить экономию, которая и так хорошо поддерживалась, но сокращение затрат также приведет к увеличению проблем безопасности. На данный момент большинство электростанций, использующих накопители энергии, испытывают проблемы с безопасностью.
В то же время, с точки зрения эксплуатации и обслуживания, крупномасштабные сборные моноблоки занимают большую площадь и обладают низкой гибкостью. Они не поддерживают смешанное использование старых и устаревших батарей, и в них трудно пополнять запасы электроэнергии. Эти проблемы постепенно проявятся в ходе дальнейшей эксплуатации.
На данном этапе индустрия накопителей энергии все еще стремится к оптимальным инвестиционным затратам. Томинация является основным фактором технических соображений. Причина этого заключается в том, что модель прибыли накопителей энергии не ясна, а во-вторых, в том, что большинство проектов - это накопители возобновляемой энергии, а многие электростанции должны выполнить соответствующие показатели.
Интеграция накопителей энергии второго поколения: централизованная децентрализованная схема
Основная причина низкой пропускной способности централизованной схемы на протяжении всего жизненного цикла кроется в несовместимости с батареей. Если каждый аккумуляторный блок не будет точно контролироваться, это неизбежно приведет к уменьшению глубины хранения, эффективности системы и снижению жизненный цикл батареи.
Чтобы решить эту проблему, все решили, что подключение оптимизатора энергии к каждому модулю батареи
Кластер батарей подключается к шине постоянного тока через этот оптимизатор энергии (DC/DC), а затем подключается к сети через PCS. Это решение для распределения. От концентрации до распределения, вся система может точно контролировать мощность каждого кластера батарей, решить проблему неудовлетворенности, неполноты и циркуляции параллельной стороны постоянного тока, значительно улучшая глубину хранения системы и обеспечивая срок службы батарей.
Однако из-за добавления модуля DC/DC стоимость оборудования возросла. В то же время двухступенчатый инвертор DC/DC и PCS снижает эффективность циркуляции системы и увеличивает время настройки интернета.
На уровне физической интеграции схема распределения по-прежнему использует контейнерную компоновку. Она не может обеспечить гибкую компоновку оборудования. В ней не достигается разделенная изоляция безопасности. В то же время не решена проблема большого количества батарей в одной системе PCS, подключенной к батарее.
С появлением централизованных децентрализованных схем все перешли от чистого стремления к оптимальным инвестиционным затратам к стремлению к оптимальной стоимости электроэнергии. От "завершения индекса хранения" к "как получить прибыль с помощью электростанций, хранящих энергию".
Третье поколение интеграции накопителей энергии: распределенная схема
Будь то централизованная или концентрированная рассредоточенная схема, ее суть заключается в реверсировании через PCS на стороне постоянного тока. Контейнер стал необходимой физической формой, но не смог решить проблему низкой эффективности системы и высоких общих затрат на электроэнергию в течение всего жизненного цикла.
С другой стороны, в связи с постоянным увеличением разницы в цене на электроэнергию между промышленными и коммерческими предприятиями и быстрым ростом количества распределенных фотоэлектрических установок, стало появляться большое количество потребностей со стороны пользователей.
В это время физическая форма контейнера и сложный рельеф промышленных и торговых предприятий оказались теми болевыми точками, которые трудно совместить.
В то же время емкость батареи контейнера не может соответствовать энергетической нагрузке пользователя. Нам нужна более гибкая схема интеграции накопителей энергии, чтобы решить проблему с системой хранения энергии на стороне пользователя. Например, Grevault Тележка ESS на 5 кВт/ч предлагает людям более удобную поддержку питания.
1. Небольшие шкафы станут физической формой интегрированного решения для хранения энергии третьего поколения
На основе маленького шкафа, если сторона постоянного тока все еще подключена, большой шкаф PCS все еще необходим для завершения инверсной работы, что влечет за собой две проблемы.
Во-первых, ПКС большой мощности занимают большую площадь, а требования к месту расположения пользователей слишком высоки, и многие сценарии по-прежнему неприменимы. Второй момент заключается в том, что при постоянном изменении нагрузки пользователей на промышленность и торговлю необходимо повысить гибкость операций по электроснабжению и расширению.
В такой степени сложно поддерживать эффективность системы после расширения энергоснабжения, и она не может удовлетворить потребности пользователей в гибкости.
2. "Системность продукта" стала основной концепцией интегрированного решения для хранения энергии третьего поколения
Поэтому некоторые производители предлагают использовать высокоинтегрированный кластер батарей+PCS+BMS+температурный контроль пожарной системы для изготовления небольших шкафов, чтобы систематизировать продукт. Это позволяет добиться гибкого расширения и решить проблему восполнения энергии.
Каждый небольшой шкаф управляется независимыми BMS и PCS. Глубина хранилища может составлять 100%. Высота PCS и батарейного кластера позволяет повысить эффективность системы.
Распределенная схема также совершила большой прорыв в области безопасности, поскольку физический дизайн и точность управления небольшими шкафами возросли. Как только возникают угрозы безопасности, система может быть быстрее и точнее направлена к проблемной батарее. В шкафу, пока огнестойкость и взрывозащищенность шкафа позволяют эффективно уменьшить площадь поражения, так что у пожарных будет достаточно времени, чтобы справиться с очагом возгорания.
С появлением интегрированной схемы третьего поколения распределенные системы хранения энергии не только широко используются на стороне пользователя, но и часто применяются в крупных проектах на стороне сети.
Благодаря распределенной схеме все больше владельцев и проектных институтов предпочитают использовать эту новую модель, поскольку она обеспечивает полный жизненный цикл, повышает безопасность и удобство эксплуатации и обслуживания.
Несмотря на то, что это потребует определенных первоначальных вложений, выгоды от всего жизненного цикла все равно лучше, чем от контейнерного решения.
Это поколение схем хранения энергии интегрировано по концепции "продукт - система" и реализовано в физической форме небольших шкафов.
Она не только идеально решает проблему пользователя, но и имеет довольно яркие примеры применения на стороне сети-источника.
Заключение
С развитием индустрии накопителей энергии план интеграции, который мы видим сейчас, не является окончательной формой, и окончательная форма никогда не появится. Однако из общей истории развития мы также можем видеть, что производство энергии в течение всего жизненного цикла продолжает расти.
Точность управления постоянно повышается, а конструкция системы становится все более удобной. Более компактная модель эксплуатации и обслуживания - вечное направление развития. Непрерывные прорывы - основа развития индустрии накопителей энергии.
+86 - 18925002618
