5種儲能解決方案技術路線流程
原創(chuàng)王含蓄 雜事咸亨2024-05-10 17:11 江蘇16人聽過
《「十四五」新型儲能發(fā)展實施方案》明確提出，到2030年，新型儲能全面市場化發(fā)展。如今，從商業(yè)化初期到全面市場化發(fā)展，留給新型儲能的時間已經不多
儲能是構建以新能源為主體的新型電力系統的關鍵。我們日常所說的儲能，通常是指新能源領域的電力儲能，簡單講就是把風、光、水等發(fā)的電存起來，待需要時再用。換句話說，儲能就像個大充電寶，可以將光伏、風電這種新能源設施發(fā)的電儲存起來，并入電網。
儲能主要分為抽水蓄能和新型儲能。相比抽水蓄能，新型儲能投資小、建設周期短、部署靈活。2017年底，自五部委聯合發(fā)布首個儲
能行業(yè)指導意見以來，儲能熱度逐日攀升。
2022 年以來，包括《關于進一步推動新型儲能參與電力市場和調度運用的通知》《「十四五」新型儲能發(fā)展實施方案》等多項重磅文件相繼出臺。近日，國家能源局又發(fā)布了《新型電力系統發(fā)展藍皮書》(以下簡稱《藍皮書》)，通過對現狀和定位的分析，《藍皮書》明確新型電力系統總體架構和主要發(fā)展任務，即“錨定一個基本目標，聚焦一條主線引領，加強四大體系建設，強化三維創(chuàng)新支撐”。
型儲能技術的開發(fā)和應用做出了指引。受政策驅動，新型儲能再次迎來了爆發(fā)式
現階段存在幾種主流的儲能解決方案技術路線，不同的技術路線各有優(yōu)缺點。簡單介紹如下:
1、集中式:電池簇→直流電纜→直流匯流箱→直流電纜→集中式變流器→交流電纜→升壓變壓器
多個電池簇直接在直流側的母線并聯，直流電匯流后通過儲能變流器轉換成交流，這種方式是目前應用較廣的一種技術路線，優(yōu)點是控制簡單，缺點是電池簇之間電壓不一致時會產生環(huán)流。代表企業(yè):YG，SN，KH等
電池 變流器 電網
電池 變流器 電網
變壓號公眾母低券事咸享
2、分散式:電池簇→直流電纜→變流器→交流電纜→交流匯流箱→交流電纜→升壓變壓器
每個電池簇單獨與一個儲能變流器串聯，多個儲能變流器在交流母線側進行并聯，不在直流側并聯。這種方式的優(yōu)點是可以解決電池簇間的環(huán)流問題，每個簇可以單獨管理或者故障隔離，缺點是因為變流器數量較多，對系統的穩(wěn)定性和可靠性要求較高。代表企業(yè):JD
變流器
電池 電網
變流器 變壓器公眾號低豢事咸
3、集散式:電池簇→DC/DC→直流電纜→單個變流器→交流電纜→交流匯流箱→交流電纜→升壓變壓器
每個電池簇經過直流變壓器(DC/DC)變成一致的電壓以后在直流側進行并聯，直流電匯流后通過儲能變流器轉換成交流。不同于集中式的是集散式在每個電池簇使用了DC/DC。優(yōu)點是可以解決電池簇間因電壓不一樣會產生環(huán)流的問題。缺點是增加了DC/DC元件，也有能量損耗。代表企業(yè):
變流器
DC/DC 變壓器
...
變流器 公眾號低豢事咸
5、高壓級聯直掛式:電池→H橋(DC/AC功率單元)→H橋級聯→三相星型連接。
系統包含多個儲能單元，每個儲能單元由H橋和獨立小電池堆組成，每相由多個儲能單元串聯至一定的電壓直接接入交流電網。優(yōu)點是無需升壓變壓器，減小系統損耗，減少占地面積，無電池簇間并聯，消除簇間環(huán)流問題。缺點是5MW以上才有經濟性，只能輸出6kV、10kV等電壓等級，在工商業(yè)應用缺少靈活性。代表企業(yè):ZG、NR、XD
A相 B相 C相
6~35kV 6~35kV 6~35kV
H橋 H橋 H橋
H橋 H橋 H橋
H橋 H橋 H橋
總體來說，儲能項目聚焦“源、網、荷、儲”等元素的協同，共同構建新型電力系統。在電源側，為提高綠電占終端能源消費的比重，大量分布式能源接入配電網，對能源高效調控利用的需求越來越大;在電網側，網側構架日益龐雜，電力系統中的大量電源、負荷、儲能呈現出非線性、隨機性等特征;在用戶側，更多新型用能場景涌現，電動汽車、電化學儲能、變頻等直流負荷、靈活負荷比重越來越大，數據中心等重要負荷對供電可靠性和能效的要求越來越高;儲能方面，為了保障整個系統的安全穩(wěn)定運行，多時間尺度、多種形式的儲能開始規(guī)?；膽贸洚斦{節(jié)作用。
能源格局的深刻調整給電網發(fā)展帶來關鍵變革，電網內電源結構向新能源發(fā)電裝機占主導轉變，負荷特性向柔性、生產與消費兼具轉變，運行特性向源網荷儲高度協同轉變。因此，如何在新能源高比例滲透、多元新型負荷疊加和多種儲能規(guī)模化應用的情況下，通過電網保障整個電力系統的安全，成為未來一段時期電力系統轉型的重要任務和內容。
兼容互補 互為支撐
我國地域遼闊，各地的資源稟賦和經濟發(fā)展水平不一致，因此在踐行“雙碳”目標和構建新型能源體系中，“源”的開發(fā)，大致包含兩種模式:
平不一致，因此在踐行“雙碳”目標和構建新型能源體系中，“源”的開發(fā)，大致包含兩種模式:
一是以大基地項目為代表的清潔能源基地建設，即風電、光伏項目聯合開發(fā)，配套煤電或者水電作為調峰電源，利用特高壓大電網進行大范圍甚至全國性的電量輸送和整體平衡;
二是以“分布式能源”的開發(fā)為主，配套“儲能”、自帶“負荷”的“源網荷儲一體化”模式?！霸淳W荷儲一體化”模式側重于新能源的就地開發(fā)、就近接入和就地消納，在該模式下，新能源“間歇、波動、隨機”和“新能源高滲透率下網絡系統安全穩(wěn)定運行”問題亟待解決，分布式智能電網在這種場景下應運而生。分布式智能電網是一種能夠滿足各種新能源的就近接入和就地消納、相對獨立又能與大電網靈活耦合、相互支撐的智能電網。
考慮到支撐高比例新能源接入系統和外送消納，未來電力系統應仍以交、直流區(qū)域互聯大電網為基本形態(tài)，推進柔性交、直流輸電等新型輸電技術廣泛應用。其中，“大電網”通過跨省跨區(qū)直流、交流輸電網的支撐，消納集中式新能源。同時，以分布式智能電網為方向的新型配電系統形態(tài)逐步成熟，分布式智能電網通過源網荷儲協調發(fā)展，消納本地新能源?！按箅娋W”和“分布式智能電網”兩者之間互相支撐、雙向互動、協作共生，并最終形成“大電網”與“分布式智能電網”兼容并存的電網格局。
實際上，2022年4月26日習近平總書記主持召開中央財經委員會第十一次會議，首次提出分布式
分布式智能電網所支撐的“源網荷儲一體
化”，首先其能源結構以新能源為主體，其次內部源網荷儲融合互動并具備平衡自治和相對獨立的能力，同時能夠與大電網之間靈活耦合互相支撐。在和“大電網”關系方面，分布式智能電網通過部署能量管理系統，實現“源網荷儲一體化”控制管理，相對于大電網表現為單一可控單元，與大電網交換功率和交換時段應靈活可控，并提供調峰、需求側響應等雙向服務。同時，分布式智能電網可利用備用容量，以儲能的方式消納大電網電量，對大電網的安全穩(wěn)定運行提供重要支撐。
在規(guī)模、容量和電壓等級上，分布式智能電網針對用戶的特定化需求，容量可大可小，電壓等級可高可低。小的分布式智能電網更趨近于微電網;大的分布式智能電網可包含多個配電網、微電網和各類資源集群，并形成一種分層分區(qū)分群、多級平衡的網絡構架，每個平衡區(qū)內部源網荷儲一體化與多能互補深度融合，實現群內自我優(yōu)化、群間協同支撐。
分布式智能電網是在我國能源革命與新型能源體系建設背景下應運而生的，具有鮮明的中國特色和時代特征。在未來的電力系統中，“大電源、大電網”和“分布式電源、分布式智能電網”兼容互補，互為支撐。分布式智能電網和大電網一起構建更加和諧的電網形態(tài)，共同支撐新型電力系統建設。
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