儲能系統(tǒng)由電池、電池管理系統(tǒng)(BMS)、儲能變流器(PCS)、能源管理系統(tǒng)(EMS)、溫控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、以及電器元件、機械支撐共同組成。下面我們針對其中重要的部分進行介紹。
1、電池部分
電池系統(tǒng)是儲能系統(tǒng)的核心,決定了儲能系統(tǒng)的存儲容量。它是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置,由正極、負極、電解質(zhì)和隔膜四部分組成。電池的種類很多,常見的有鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。其中鋰離子電池由于其高能量密度、長壽命、環(huán)保等優(yōu)點,成為了當前電池儲能系統(tǒng)中最為常用的電池類型。大儲電池也是由單個電芯組成,規(guī)?;瘡募夹g(shù)方面并沒有太多降本空間,因此儲能項目規(guī)模越大,電池占比越高。
鋰離子電芯經(jīng)串并聯(lián)方式組合,連接組裝成電池模組,再和其他元器件一起固定組裝到柜體內(nèi)構(gòu)成電池柜體。
電池模組(PACK)
儲能系統(tǒng)的基本單位,類似于光伏系統(tǒng)的光伏組件。
-單個電池模塊的輸出電流和原來單個電池輸出電流相同,而單個電池模塊電壓和容量是所串聯(lián)的各個電池的累加。
-單個電池模塊的型號和容量沒有標準規(guī)定,不同的供應商可以提供不同型號和容量的電池模塊。
-單個電池模塊中集成了模組級的電池管理系統(tǒng)。
-某些供應商提供的電池模塊集成有散熱風扇。
電池簇
一串電池模塊,類似于光伏系統(tǒng)中的光伏組件串。
-每個機架電池組都集成了電池簇管理單元和直流開關。
2、BMS (電池管理系統(tǒng))
電池管理系統(tǒng)(BMS)作為關鍵監(jiān)控系統(tǒng),是儲能電池系統(tǒng)的重要組成部分,BMS主要由監(jiān)測模塊、控制模塊、通信模塊等部分組成。其主要功能是對電池的狀態(tài)進行實時監(jiān)測和控制,包括電池的電壓、電流、溫度、SOC等參數(shù)。同時,BMS還能對電池進行保護控制,如過充、過放、過流等,保證電池的安全和壽命。
3、PCS (儲能變流器)
變流器(PCS)是儲能電站中關鍵的一環(huán),控制蓄電池的充放電,并進行交直流轉(zhuǎn)換,在無電網(wǎng)情況下直接為交流負荷供電。它是將電池儲存的電能轉(zhuǎn)化為交流電能供應給電網(wǎng)或用戶的裝置。PCS主要由逆變器、變壓器、控制器等組成。其主要功能是將直流電能轉(zhuǎn)化為交流電能,并控制電能的輸入輸出,以及確保系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定。PCS的性能直接影響到電池儲能系統(tǒng)的運行效率和使用壽命。
4、EMS(能量管理系統(tǒng))
EMS(能量管理系統(tǒng))擔任儲能系統(tǒng)中的決策角色,是儲能系統(tǒng)的決策中樞。一方面直接負責儲能系統(tǒng)的控制策略,而控制策略則影響系統(tǒng)內(nèi)電池的衰減速率和循環(huán)壽命,從而決定儲能的經(jīng)濟性;另一方面還監(jiān)控系統(tǒng)運行中的故障異常,起到及時快速保護設備、保障安全性的重要作用。如果說將儲能系統(tǒng)比做人體,那么EMS則是人的大腦心智。
5、溫控和消防
儲能溫控系統(tǒng)事關儲能核心安全。儲能電池系統(tǒng)電池容量大和功率大,而高功率密度對散熱要求極高,同時儲能系統(tǒng)內(nèi)部容易產(chǎn)生電池產(chǎn)熱和溫度分布不均勻等問題,因而溫度控制對于電池系統(tǒng)壽命、安全性極為重要。過高或過低的溫度環(huán)境將導致電芯失控、BMS 失效、PCS 保護失效、直流拉弧、火災防護失效等問題,直接引發(fā)儲能安全隱患。
儲能消防成為維護財產(chǎn)和人身安全的重中之重。儲能消防系統(tǒng)由火災報警系統(tǒng)和消防聯(lián)動系統(tǒng)組成。其核心思想是對報警區(qū)域中發(fā)生的任何火情及時地感知,并根據(jù)其報警級別分別在控制中心給予報警或進行相應的聯(lián)動處理。主要包括火災監(jiān)控、氣體滅火系統(tǒng)/高壓細水霧滅火系統(tǒng)、災后防復燃等。
原標題:電化學儲能系統(tǒng)組成