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何为智能储能?华为发布“智能组串式解决方案”

日期:2021-03-30    来源:国际能源网

能源资讯中心

2021
03/30
15:31
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关键词: 储能产业 储能技术 华为 华为数字能源

随着清洁、低碳目标的发展,光伏、风电等新能源装机在发电侧中占比不断提高,电网作为电力系统中发电和用电的纽带,由于不可储、不可控的新能源装机占比提升,电网强度越来越低,稳定性越来越差。

根据IRENA分析,当前全球部分国家新能源渗透率已达45%左右,预计2025年新能源渗透率超过60%,电网SCR普遍接近2,甚至更低,弱电网趋势问题明显。而且电网调频调峰的需求日趋紧迫,这些对当前的电力系统是一个巨大的挑战,各个国家相关机构纷纷提高了并网要求。

对于这样的发展趋势,在刚刚过去的光储大会上,中关村储能联盟秘书长刘为看到了储能产业发展的新希望,“储能将发挥更加重要的支撑作用,这对储能产业来讲是历史性机遇,储能即将迎来一个跨越式发展的黄金期”。

华为副总裁、华为数字能源产品线总裁周桃园认为光储产业将迎来三大变化,其中之一就是光伏平价走向光储平价,传统储能必然走向智能储能。(点击查看全部观点:光储融合 加速碳中和丨2021首场智能光储大会成功举行)

面对行业发展的大趋势与挑战,储能技术的创新是关键突破口。华为数字能源具有10年+储能系统研发及应用经验积累,将数字信息技术与光伏、储能技术进行跨界融合,在行业内首“智能组串式储能解决方案”。

据华为相关负责人介绍,智能组串式储能解决方案相比传统的集中式储能系统解决方案,设计理念上有三点显着的差异,一是组串式,二是智能化,三是模块化。智能组串式储能解决方案具有更高放电、更优投资、极简运维、安全可靠等一系列优势。

◆一簇一管理,每个电池簇单独控制充放电,避免偏流影响放电量。在传统储能方案中,各电池簇直接并联,工作电压相同,内阻的差异会导致每个电池簇放电电流不同,造成偏流,只要有一个电池簇放到5%,全部电池簇都要停止。

智能组串式储能方案中,每个电池簇先接入智能电池簇控制器,各电池簇控制器并联。电池管理系统通过电池簇控制器单独调节每个电池簇工作电压,让充放电电流一致,从根本上避免偏流。同时,电池簇控制器输出侧电压恒定在1200V,充分释放每簇电池的最大潜力,生命周期内充放电量提升7%以上。

◆一包一优化,实现每个电池包最大化充放电。在传统储能方案中,电池簇内电池包直接串联,电池包间存在不一致情况。在充放电过程中,一旦一个电池包SOC放到5%,整个电池簇都必须停止放电,导致大部分电池包容量无法充分利用,导致实际放电量减少。

智能组串式储能方案中,每个电池包内集成一个电池包优化器,优化器与电芯并联,电池簇内各优化器直接串联。一个电池包放到5%时,包内优化器启动,不影响其他电池包工作,继续放电,最终实现每个电池包最大化放电,生命周期内放电量提升6%。

◆创新分布式散热架构,集装箱内部温差<3℃@0.5C,延缓电池衰减,保障使用寿命。用分布式空调方案代替集中式空调方案,给每个电池簇配置独立空调,可以规避由于风道距离造成的集装箱内散热效果差异;一个空调故障,其他空调仍可继续工作,降低散热影响;冷风与热风通道隔离,避免造成局部的热点造成额外温升;电池包采用仿生混风风道设计,均化电池内电芯间温差,有效避免由于电芯串联产生的木桶效应,尽可能使衰减一致,提升电池包放电能力。

◆模块化设计,无易损件,储能系统可用度达99.9%。在传统的储能方案中,电池簇内电池包直接串联,单电池包故障,导致整簇电池无法使用,故障影响范围大,而且单PCS故障,整个储能系统就无法正常充放电,至少影响1~2 MW,系统可用度低。

智能组串式储能方案采用模块化设计,在电池簇内,支持单独切除故障模块,不影响其它模块充放电;在储能子阵内,采用模块化PCS设计,单台PCS故障时,其它PCS仍可继续工作;当设备发生故障时,不会引发整个系统的停机,最小化PCS故障对储能系统的影响,系统可用度达99.9%,可实现灵活部署、平滑扩容,最大程度降低故障影响范围,极大降低运维成本。

◆分期补电模式,降低初始容量配置30%以上。传统储能方案不支持新旧电池直接混用,不仅需要配置电池、而且需额外配置PCS,甚至可能涉及箱变,同时因为其扩容必须要增加PCS,就会导致并网功率改变,将会带来新的并网风险。

而智能组串式储能方案支持新旧电池混用,采用分期补电模式,在不影响并网特性的情况下,将初始电池配置降低30%以上,最大程度降低初始成本,省去重新配置额外的PCS等成本,实现更优投资。

◆极简运维,无需例行维护,备件电池自动优化充放。传统储能方案中需专家人工上站均衡调整电池,运维成本高。智能组串式储能方案免专家上站调节SOC,新电池自动优化充放,模组更换即插即用,站上运维人员直接现场更换备用电池即可,运维成本可降低90%以上。

◆安全可靠,云BMS智能内短路预警,10s内快速告警,减少火灾风险率90%以上。电池内短路是造成电池包起火的核心原因,智能内短路检测可及时预警电池火灾隐患。目前,内短路检测针对两种故障:第一种是针对异物穿刺等瞬时突发型内短路,第二种是针对隔膜衰减等衍生型内短路。采用AI算法,精确计算内短路电阻,捕捉充电曲线的微小偏移,准确定位隐患点,提前预警火灾风险,防患于未然。

通过数字能源平台技术与光伏技术融合,智能组串式储能解决方案无论是在故障率、系统安全性、运维效率、电网友好等方面都更占优势,成为行业主流。据了解,在极寒(珠峰基站)、高温(赤道国家基站及离网储能)、以及高湿场景(佛得角等海岛项目),华为储能解决方案均能高效稳定运行。

新能源若想真正成为主力能源,储能技术一定是必要的关键使能技术。储能技术的融合创新将最终助力实现从光伏平价迈向光储平价,如今,储能已经插上了智能化的翅膀,我们的产业必将飞的更高,行的更稳,下一个十年更值得期待!

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