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磷酸鐵鋰電池的儲能應用

來源: 電池招聘網 發布時間:2019-04-24 09:58:05瀏覽次數:270次

  鐵鋰電池儲能系統可以作為多種電力能源與穩定的電力需求之間的緩沖器,可以增加像風能、太陽能等不穩定電源的發電能力。風力發電系統由于風速的變化而導致輸出功率振蕩,而儲能系統可以通過快速的響應速度、幾乎相等的充放電周期等特性為風機輸出提供穩定性以及無功補償。與此同時,儲能系統可以調節電壓并在離網發電系統中控制系統頻率。

  從經濟的意義上來講,不確定功率輸出帶來的直接后果就是顧客支付意愿的下降或者由此導致的資本信用降低。為風力發電機配置儲能系統將波動性并向電網提供穩定的電力輸出,這將提升風力發電的電價水平。

  鐵鋰電池系統組件

  控制系統

  鐵鋰電池能量存儲系統由可編程邏輯控制器(PLC)和人機界面(HMI)進行控制。PLC系統的關鍵功能之一是控制儲能系統的充電時間和速率。例如:PLC可以接收用電價格的真實時間數據,并且根據允許的最大用電需求、充電狀態以及用電高峰/非高峰時的價格對比,決定怎樣快速地給電池系統重新充電。這個決策是動態的而且能夠根據具體情況優化。通過標準化的通信輸入、控制信號和電力供應,它與系統其余部分集成在一起。它可以通過撥號或因特網進行訪問。它有多重防衛層以限制對它的不同功能的訪問,并且為遠程監控提供定制的報告和報警功能。

  電力轉換系統(PCS)

  電力轉換系統的功能是對電池進行充電和放電,并且為本地電網提供改善的供電質量、電壓支持和頻率控制。它有一個能進行復雜而快速地動作、多象限、動態的控制器(DSP),帶有專用控制算法,能夠在設備的整個范圍內轉換輸出,即循環地從全功率吸收到全功率輸出。對無功功率以及有功與無功功率的任意需求組合,它都能正常工作。

  鐵鋰電池電堆

  電堆是由若干單電池組成。鐵鋰電池能源存儲系統能夠經濟地存儲并按照需求提供大規模電力,主要模式是固定方式。它是一種長壽命、少維護、高效率的技術,支持電力與儲能容量的無級擴展。儲能系統對于可再生能源供應商、電網企業和終端用戶尤為有效。

  鐵鋰電池儲能系統能夠應用于電力供應價值鏈的各個環節,可將諸如風能、太陽能等間歇性可再生能源電力轉化為穩定的電力輸出;偏遠地區電力供應的最優化解決方式;電網固定投資的遞延,以及削峰填谷的應用。儲能系統也能夠作為變電站及通信基站提供備用電源得到應用。鐵鋰電池儲能系統對于環境友好,在所有的儲能技術中對于生態影響程度最低,同時不以鉛或鎘等元素為主要反應物。

  偏遠地區供電

  在人煙稀少的偏遠地區,如海島,柴油發電機往往作為單一的能量來源。柴油發電機往往因為負載的變化而以非額定功率工作,這使得燃油效率最高降低30%左右。

  為離網供電系統配置儲能系統能夠有效降低柴油消耗、運維費用、溫室氣體排放并延長柴油機使用壽命。

  風力發電與光伏發電占柴油發電總量的比例不斷增加,當該比例達到30%左右的時候,其帶來的不穩定性將直接降低當地電網的可靠性,應當限制增加更多的可再生能源發電。然而通過配置儲能系統,該比例可以實現100%,而工程的回收期縮短至3年。隨著燃油價格的上漲,經濟性會更加顯著。

  通信基站

  通信基站所使用的傳統電池系統往往被用作備用電源,保證每年5-20次左右的短時或瞬間電力故障,它們不需要頻繁的深度充放電循環。

  5KW-8小時深度循環儲能系統的目標市場是離網或弱電網區域的通信基站,將使得這些通信基站實現重復循環或者使用風能、太陽能等混合系統供電。

  儲能系統大大降低了運營成本、柴油消耗從而延長了柴油機壽命并降低了通信基站對環境溫度變化的敏感性。

自愈式電網控制系統包括一系列網絡節點與線性

  投資遞延

  鐵鋰電池儲能系統能夠用來節約電網系統的固定設備投資;提高電網設備利用率,降低財務風險,避免數額巨大的一次性投資且設備利用率極低的情況發生,將投資用于更需要、更重要的場合;降低最終用戶的使用成本。儲能系統在輸配電系統中可以實現的其它重要優勢包括:

  通過無功補償和電壓調節提高服務可靠性和電力質量;削峰填谷,存儲波谷電力在波峰時出售,由此降低高峰價格波動的市場風險并控制能源不均衡的高額費用;通過本地供電、修正功率因數、調節電壓減少線損;減少線路擁堵,在能源供給的瓶頸部分提供順暢通道;提供旋轉備用、無功功率、振蕩補償以及黑啟動能力;

  基本用戶可以實現在用電高峰使用谷值電力,增加設備使用價值以及容量擴展。

  削峰填谷

  儲能系統可以在配電端減低用戶能量負載峰值,這將促進電網設備利用并滿足終端客戶需求。電網負載系數從而得到提高。下面的圖表表示在用電高峰時有選擇性地釋放電力可以實現顯著地節約能源

  智能電網

  智能電網是未來發達電網管理系統的一個重要組成部分,儲能技術在其中擁有巨大的市場空間。

  自愈式”輸配電系統

  為滿足社會用電量迅速增長的需求,必須大力發展“自愈式”輸配電系統,實現自動預測并對擾動迅速反應,從而持續優化電力質量。EPRI電力技術發展路線報告稱,“到2020年,對于優質電力的需求將遍及經濟社會的任何一個角落。”

  自愈式電網帶來的巨大好處不僅包括提高電力可靠性,而且將持續改進終端客戶服務,降低運營成本并在現有電力網絡基礎上輸配更多有效功率通量。自愈式電網對于恐怖主義襲擊也有很好的抵御作用。自愈式電網要實現的典型目標包括:

  動態優化電網系統性能對于擾動迅速反應以最小化負面影響擾動后快速有效恢復運營,充分調動用戶響應作為管理電網的有效手段當可再生能源在電網系統中的比重不斷提高,這些不穩定的電源將更加需要智能電網與儲能技術。使用需求側管理技術與儲能構建自愈式電網的系統方法。

  自愈式電網控制系統包括一系列網絡節點與線性、非線性負載。控制傳感器用于監控電力特征,控制繼電器用于實現與非線性負載的通訊,電池儲能系統實現主要電源和電力節點之間的連接。優先恢復控制器與控制傳感器、控制繼電器、電池儲能系統相連接,它從控制傳感器接收控制信號,響應探測電網中的不規律性,自動啟動電池儲能系統為線性負載提供穩定功率,并有選擇性地斷開控制繼電器以斷開一定比例的非線性負載。

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