太陽能電站總體技術方案

2023-02-14 10:18:03 字數 4042 閱讀 9326

目錄1.概述 2

2.設計標準 3

3.儲能電站(配合光伏併網發電)方案 6

3.1系統架構 6

3.2光伏發電子系統 7

3.3儲能子系統 7

3.3.1儲能電池組 7

3.3.2 電池管理系統(bms) 8

3.4併網控制子系統 11

3.5儲能電站聯合控制排程子系統 13

4.儲能電站(系統)整體發展前景 15

大容量電池儲能系統在電力系統中的應用已有20多年的歷史,早期主要用於孤立電網的調頻、熱備用、調壓和備份等。電池儲能系統在新能源並網中的應用,國外也已開展了一定的研究。上世紀90年代末德國在herne 1mw的光伏電站和bocholt 2mw的風電場分別配置了容量為1.

2mwh的電池儲能系統,提供削峰、不中斷供電和改善電能質量功能。從2023年開始, 日本在hokkaido 30.6mw風電場安裝了6mw /6mwh 的全釩液流電池(vrb)儲能系統,用於平抑輸出功率波動。

2023年英國edf電網將600kw/200kwh鋰離子電池儲能系統配置在東部乙個11kv配電網statcom中,用於潮流和電壓控制,有功和無功控制。

總體來說,儲能電站(系統)在電網中的應用目的主要考慮「負荷調節、配合新能源接入、彌補線損、功率補償、提高電能質量、孤網執行、削峰填谷」等幾大功能應用。比如:削峰填谷,改善電網執行曲線,通俗一點解釋,儲能電站就像乙個儲電銀行,可以把用電低谷期富餘的電儲存起來,在用電高峰的時候再拿出來用,這樣就減少了電能的浪費;此外儲能電站還能減少線損,增加線路和裝置使用壽命;優化系統電源布局,改善電能質量。

而儲能電站的綠色優勢則主要體現在:科學安全,建設周期短;綠色環保,促進環境友好;集約用地,減少資源消耗等方面。

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在本方案中,儲能電站(系統)主要配合光伏併網發電應用,因此,整個系統是包括光伏元件陣列、光伏控制器、電池組、電池管理系統(bms)、逆變器以及相應的儲能電站聯合控制排程系統等在內的發電系統。系統架構圖如下:

儲能電站(配合光伏併網發電應用)架構圖

1、光伏元件陣列利用太陽能電池板的光伏效應將光能轉換為電能,然後對鋰電池組充電,通過逆變器將直流電轉換為交流電對負載進行供電;

2、智慧型控制器根據日照強度及負載的變化,不斷對蓄電池組的工作狀態進行切換和調節:一方面把調整後的電能直接送往直流或交流負載。另一方面把多餘的電能送往蓄電池組儲存。

發電量不能滿足負載需要時,控制器把蓄電池的電能送往負載,保證了整個系統工作的連續性和穩定性;

4、併網逆變系統由幾台逆變器組成,把蓄電池中的直流電變成標準的380v市電接入使用者側低壓電網或經公升壓變壓器送入高壓電網。

5、鋰電池組在系統中同時起到能量調節和平衡負載兩大作用。它將光伏發電系統輸出的電能轉化為化學能儲存起來,以備供電不足時使用。

略。(1)電池選型原則

作為配合光伏發電接入,實現削峰填谷、負荷補償,提高電能質量應用的儲能電站,儲能電池是非常重要的乙個部件,必須滿足以下要求:

容易實現多方式組合,滿足較高的工作電壓和較大工作電流;

電池容量和效能的可檢測和可診斷,使控制系統可在預知電池容量和效能的情況下實現對電站負荷的排程控制;

高安全性、可靠性:在正常使用情況下,電池正常使用壽命不低於15年;在極限情況下,即使發生故障也在受控範圍,不應該發生**、燃燒等危及電站安全執行的故障;

具有良好的快速響應和大倍率充放電能力,一般要求5-10倍的充放電能力;

較高的充放電轉換效率;

易於安裝和維護;

具有較好的環境適應性,較寬的工作溫度範圍;

符合環境保護的要求,在電池生產、使用、**過程中不產生對環境的破壞和汙染;

(2) 主要電池型別比較

表1、幾種電池效能比較

(3)建議方案

從初始投資成本來看,鋰離子電池有較強的競爭力,鈉硫電池和全釩液流電池未形成產業化,**渠道受限,較昂貴。從運營和維護成本來看,鈉硫需要持續供熱,全釩液流電池需要幫浦進行流體控制,增加了運營成本,而鋰電池幾乎不需要維護。根據國內外儲能電站應用現狀和電池特點,建議儲能電站電池選型主要為磷酸鐵鋰電池。

(1)電池管理系統的要求

在儲能電站中,儲能電池往往由幾十串甚至幾百串以上的電池組構成。由於電池在生產過程和使用過程中,會造成電池內阻、電壓、容量等引數的不一致。這種差異表現為電池組充滿或放完時串聯電芯之間的電壓不相同,或能量的不相同。

這種情況會導致部分過充,而在放電過程中電壓過低的電芯有可能被過放,從而使電池組的離散性明顯增加,使用時更容易發生過充和過放現象,整體容量急劇下降,整個電池組表現出來的容量為電池組中效能最差的電池芯的容量,最終導致電池組提前失效。

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