中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：11月24-26日，由湖南省工業(yè)和信息化廳、湖南省商務(wù)廳、長(zhǎng)沙市人民政府、中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)聯(lián)合主辦，100余家機(jī)構(gòu)共同支持的湖南（長(zhǎng)沙）電池博覽會(huì)暨第二屆中國(guó)國(guó)際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)在長(zhǎng)沙圣爵菲斯大酒店召開。此次大會(huì)主題是“新能源、新機(jī)遇、新高度”。
會(huì)議期間，組委會(huì)邀請(qǐng)了廣州智光儲(chǔ)能科技有限公司技術(shù)總監(jiān)湯旭分享主題報(bào)告《大容量鋰電池儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用》。以下是發(fā)言主要內(nèi)容：
湯旭：各位來(lái)賓，感謝主辦方的邀請(qǐng)，我是廣州智光儲(chǔ)能科技有限公司的湯旭。今天在這里和大家分享一下我們?cè)诖蠊β输囯姵貎?chǔ)能系統(tǒng)中的技術(shù)探索和工程實(shí)踐。智光儲(chǔ)能早在2014年就開始了高壓級(jí)聯(lián)大功率儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和探索，可以說(shuō)是最早把高壓級(jí)聯(lián)儲(chǔ)能系統(tǒng)工程化的公司，現(xiàn)在是2022年的11月份，我們最早的一套高壓級(jí)聯(lián)系統(tǒng)是從2014年運(yùn)行的，從首次運(yùn)行到現(xiàn)在已經(jīng)過(guò)去了8年的時(shí)間。借此機(jī)會(huì)，我們向大家分享一下在這種高壓級(jí)聯(lián)大功率的儲(chǔ)能系統(tǒng)中的建設(shè)、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)以及運(yùn)行效果。
我的介紹從鋰電池儲(chǔ)能電站開始，我們目前已經(jīng)投運(yùn)了數(shù)百兆瓦時(shí)的高壓級(jí)聯(lián)的儲(chǔ)能電站，使用的電池基本都是磷酸鐵鋰電池，對(duì)于這些電站的運(yùn)營(yíng)和設(shè)計(jì)都有了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)。在國(guó)內(nèi)“雙碳”的背景下，國(guó)內(nèi)的電力裝機(jī)和儲(chǔ)能裝機(jī)都得到了翻番式的一個(gè)發(fā)展，儲(chǔ)能的裝機(jī)容量也得到了飛速的一個(gè)提高，我們的儲(chǔ)能電站裝機(jī)從原來(lái)的10兆瓦級(jí)別已經(jīng)擴(kuò)大到現(xiàn)在的百兆瓦甚至吉瓦時(shí)的一個(gè)級(jí)別了，大量的電芯在電站的應(yīng)用也帶來(lái)一個(gè)安全性的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)外的鋰電池儲(chǔ)能電站安全事故都是大家關(guān)心的問(wèn)題，目前大家也都在安全、消防和運(yùn)維方面都做了很多的嘗試，比如完善電站的消防和運(yùn)行規(guī)范，提高火災(zāi)事故的處理和保護(hù)能力?，F(xiàn)在大家更多關(guān)心的可能是電池本身的一個(gè)本體安全，消防和暖通的方面，包括采用PACK級(jí)的一個(gè)消防系統(tǒng)，對(duì)暖通的控制，還有電池事故的早期檢測(cè)手段等等，都做了很多有益的探索。作為PCS的一個(gè)生產(chǎn)商，我們更希望通過(guò)系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)化控制，從源頭的角度來(lái)解決電池的過(guò)充過(guò)放問(wèn)題，來(lái)解決電芯一個(gè)均衡控制問(wèn)題，后面我們會(huì)展開向大家做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。另一個(gè)就是電站長(zhǎng)期運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，長(zhǎng)期運(yùn)行以后電芯的衰減，它的一個(gè)短板效應(yīng)，影響電站后期的運(yùn)行效率，也是大家非常關(guān)心的一個(gè)問(wèn)題。如何優(yōu)化系統(tǒng)的控制，我們后面也會(huì)進(jìn)行一個(gè)詳細(xì)的分析。
在電池的存儲(chǔ)方面，常見(jiàn)的低壓塔式機(jī)是采用直接將電池并聯(lián)在直流側(cè)，隨著電站PCS和儲(chǔ)能單機(jī)容量越來(lái)越大，并聯(lián)的電芯也越來(lái)越多，并聯(lián)過(guò)多的電芯容易產(chǎn)生木桶的短板效應(yīng)，它也是造成電站運(yùn)行后期容量下降，衰減速度過(guò)快的一個(gè)主要原因。在右邊有一個(gè)電芯的衰減曲線和整個(gè)電站的容量衰減曲線的對(duì)比，這條紫色的就是電芯的一個(gè)衰減曲線，它展示了一個(gè)儲(chǔ)能電站，電芯在運(yùn)行了4000次以后，容量衰減到80%的這樣一個(gè)過(guò)程。與此同時(shí)整個(gè)儲(chǔ)能電站的容量會(huì)衰減到初始容量的65%以下，它的衰減速度是遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于電芯的衰減速度，所以這主要是因?yàn)殡娦镜亩贪逍?yīng)造成了整個(gè)系統(tǒng)的容量衰減速度遠(yuǎn)大于電芯的衰減速度。在電芯成組方面，我們是建議盡量減少電芯的一個(gè)并聯(lián)或者是電池簇的直接并聯(lián)，這是儲(chǔ)能電站技術(shù)方案的一個(gè)重要的轉(zhuǎn)型導(dǎo)向。如果有可能盡量讓電芯獨(dú)立運(yùn)行或者是電池處單獨(dú)充放控制，盡量不做這種并聯(lián)的一個(gè)方案，這樣它能夠有效的提升系統(tǒng)的一個(gè)安全性以及整體壽命。整個(gè)電站的容量擴(kuò)大不能簡(jiǎn)單的去把電芯直接并聯(lián)來(lái)達(dá)到更大的一個(gè)容量。
在電站的大型化過(guò)程中，儲(chǔ)能的PCS以及系統(tǒng)的容量也在越來(lái)越大。在我們一個(gè)常見(jiàn)的100兆瓦200兆瓦時(shí)的電站中，按照傳統(tǒng)的方案可能使用的一個(gè)2.5兆瓦的單機(jī)，會(huì)有40套儲(chǔ)能系統(tǒng)在電站運(yùn)行，40套儲(chǔ)能系統(tǒng)會(huì)形成多個(gè)并網(wǎng)點(diǎn)，而且有80臺(tái)PCS要一起協(xié)調(diào)運(yùn)行，運(yùn)行起來(lái)的響應(yīng)速度就會(huì)受到一定的影響?，F(xiàn)在儲(chǔ)能電站的單機(jī)容量已經(jīng)從原來(lái)的630千瓦1000伏直流的這種小容量機(jī)型逐漸發(fā)展到更大的1725千瓦直流1500伏的這種大容量機(jī)型。甚至于后面要提到的我們的這種高壓級(jí)聯(lián)的5兆瓦乃至25兆瓦的系統(tǒng)，更大的單機(jī)能夠組合形成更大的一個(gè)儲(chǔ)能電站，在我們的系統(tǒng)中可以得到一個(gè)更好的應(yīng)用效果。但是儲(chǔ)能電站的容量越大，單機(jī)容量越大，也就意味著它的電芯數(shù)量越多，安全事故風(fēng)險(xiǎn)也會(huì)更大，直接并聯(lián)在一起，電芯的這種短板效應(yīng)也會(huì)更加的明顯，造成經(jīng)濟(jì)性變差，而且單機(jī)容量如果小，并聯(lián)的設(shè)備更多，二次通訊和協(xié)調(diào)系統(tǒng)也更加復(fù)雜，相關(guān)的投入成本也會(huì)更高，這是一個(gè)與電站容量相矛盾的事實(shí)。
如何讓儲(chǔ)能電站的裝機(jī)容量大容量化，單機(jī)的容量大容量化，同時(shí)我們更加提高系統(tǒng)的一個(gè)安全性。我們主要的做法是把電池堆離散化，進(jìn)行一個(gè)獨(dú)立的控制。就是把原來(lái)并聯(lián)在一起的大量電池改變?yōu)橐粋€(gè)個(gè)小的電池堆處理，單獨(dú)的用PCS進(jìn)行充放，這個(gè)時(shí)候就是我們新型的一個(gè)電力拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，具體的做法就是原來(lái)并聯(lián)在一起的這種直流系統(tǒng)上，把原來(lái)的并聯(lián)在一起的各個(gè)電池簇去進(jìn)行一個(gè)解耦，分散到單獨(dú)運(yùn)行的單個(gè)的PCS上，最后把PCS的交流輸出端進(jìn)行一個(gè)串聯(lián)疊加，即達(dá)到集聯(lián)的效果。串聯(lián)疊加以后，它的輸出電壓也比以前有了顯著提高。最后就可以達(dá)到增大輸出功率，提高輸出電壓，同時(shí)降低單個(gè)直流系統(tǒng)容量的效果。這就是我們創(chuàng)新型的高壓大容量級(jí)聯(lián)型的儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。這樣的一個(gè)系統(tǒng)能做到更大的單機(jī)容量，單機(jī)容量在35千伏系統(tǒng)里面可以做到25兆瓦左右甚至更高。直流系統(tǒng)的電壓可以降低，比1500伏的直流系統(tǒng)更低，我們這種是1000伏的直流系統(tǒng)，它的直流電壓會(huì)低一些。輸出端的交流電壓反而更高，經(jīng)過(guò)電壓疊加的方式可以直接連接到6千伏、10千伏甚至35千伏的母線上。這樣設(shè)計(jì)可以減少變壓變流的次數(shù)，節(jié)省連接的電纜。同時(shí)直流母線是更短的，它的電池處和PCS是直接耦合，直流側(cè)母線更短，直流的分布參數(shù)也更小，能夠做到更可靠的直流系統(tǒng)的保護(hù)。同時(shí)這個(gè)系統(tǒng)可以選擇風(fēng)冷和水冷，它的溫控、溫度的一致性也更加好。整體來(lái)說(shuō)，這個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率可以達(dá)到更高，可以讓成本降低30%以上。通過(guò)PCS和BMS雙重的高效均衡控制以后，可以達(dá)到電池充放更加均衡，容量的利用率也更高，同時(shí)它的保護(hù)系統(tǒng)也可以做得更加完善，能夠兼容各種智能的消防系統(tǒng)，達(dá)到一個(gè)更好的控制目標(biāo)。
具體它是如何做到的？我們?cè)谶@里向大家展示一下，這是我們一個(gè)高壓級(jí)聯(lián)的系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。從單個(gè)單元上來(lái)說(shuō)，它與我們常見(jiàn)的1000伏的直流系統(tǒng)是比較類似的，它的電池是一個(gè)直流1000伏的系統(tǒng)，電池直接連接在單個(gè)PCS的直流端，PCS是一個(gè)單相的逆變變橋，也就是我們所說(shuō)的單相的H橋，它的輸出電壓是300伏到600伏之間，與我們常見(jiàn)的低壓PCS也是基本一致的。我們會(huì)將多組這樣的PCS進(jìn)行一個(gè)級(jí)聯(lián)，就是串聯(lián)的處理。單個(gè)PCS輸出400伏電壓，我們?cè)?0千伏系統(tǒng)里面可以串聯(lián)15個(gè)左右的PCS，每個(gè)PCS輸出400伏的電壓，最后會(huì)串聯(lián)出一個(gè)6000伏的換流鏈，三個(gè)這樣的換流鏈進(jìn)行一個(gè)星型連接，對(duì)它進(jìn)行一個(gè)相位的控制，它的ABC三相就可以輸出10kV的線電壓，直接接入10kV的電力系統(tǒng)。35kV系統(tǒng)我們會(huì)使用50個(gè)左右的單元進(jìn)行一個(gè)串聯(lián)，50個(gè)單元會(huì)達(dá)到22kV的輸出電壓，這三個(gè)22kV的單相換流鏈經(jīng)過(guò)星型連接以后，它可以連接到35kV的母線上，直接輸出一個(gè)35千伏的電壓。
在這個(gè)系統(tǒng)里，它的直流側(cè)電流都遠(yuǎn)低于我們常見(jiàn)的1500伏系統(tǒng)，常見(jiàn)1500伏系統(tǒng)的直流側(cè)電流一般都有1000安以上，接近2000安，但是在我們這種高壓級(jí)聯(lián)的系統(tǒng)里面，直流側(cè)的電流一般只有200安到300安之間，交流式的電流輸出也在200安到300安左右，它的電流是遠(yuǎn)小于低壓的這種并聯(lián)系統(tǒng)，而且它的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是可以進(jìn)行單元旁路控制，這樣可以有效的降低故障率。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障的時(shí)候，比如電池故障或者是PCS故障，我們都可以通過(guò)單元旁路的狀態(tài)去進(jìn)行一個(gè)故障的處理。單元旁路就是把它的交流輸出端使用真空接觸器或其他的一個(gè)方式進(jìn)行旁路，旁路掉以后這一級(jí)可以減少，這一級(jí)單元就會(huì)從系統(tǒng)里面脫離，同時(shí)其他的單元會(huì)升高電壓，最后讓系統(tǒng)恢復(fù)平衡。在處理的過(guò)程中，整個(gè)系統(tǒng)的相間電壓是保持不變的，相電壓會(huì)有一個(gè)短暫的波動(dòng)，時(shí)間也是非常短，可以達(dá)到一個(gè)故障及時(shí)處理的效果。在這個(gè)系統(tǒng)里面，即使是單元發(fā)生了短路故障，最終造成的結(jié)果也只是單元旁路的一個(gè)效果，而不會(huì)像低壓三相的系統(tǒng)一樣。如果在三相的逆變橋系統(tǒng)里邊，如果發(fā)生了短路，通常會(huì)造成 ABC三相的一個(gè)直接短路，這樣的會(huì)造成很大的一個(gè)故障電流，系統(tǒng)也會(huì)退出運(yùn)行。在高壓級(jí)聯(lián)的系統(tǒng)里邊，單個(gè)PCS單元的故障最多就是單個(gè)單元退出運(yùn)行，而不會(huì)讓整個(gè)系統(tǒng)來(lái)退出運(yùn)行。在單個(gè)單元退出運(yùn)行以后，它的輸出功率可以基本保持不變，它的容量也只減小了5%左右，這樣對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的輸出影響是比較小的，這是它的基本的結(jié)構(gòu)。
這是我們?cè)诠S里進(jìn)行檢驗(yàn)的高壓級(jí)聯(lián)的35千伏的系統(tǒng)，在工廠試驗(yàn)運(yùn)行的時(shí)候，我們可以看到它的直流側(cè)、電池處和PCS單元是安裝在一起的，是直流系統(tǒng)的一個(gè)直接耦合，三相的換流鏈經(jīng)過(guò)串聯(lián)以后，最后形成了35千伏的系統(tǒng)，通過(guò)三臺(tái)空芯電抗器直接接入35千伏的系統(tǒng)。在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行的時(shí)候，這些儲(chǔ)能裝置都會(huì)安裝在集裝箱里面，安裝在現(xiàn)場(chǎng)。這樣的一個(gè)系統(tǒng)可以做到20MW/40MWH的容量或者25MW/50MWH這樣的一個(gè)容量。所以我們?cè)谝粋€(gè)百兆瓦級(jí)的的儲(chǔ)能電站里面只需要5臺(tái)這樣的高容量高壓級(jí)聯(lián)儲(chǔ)能裝置，就可以達(dá)到一個(gè)百兆瓦級(jí)別的儲(chǔ)能電站。主要優(yōu)勢(shì)是它沒(méi)有升壓變壓器，直接是通過(guò)換流鏈接入高壓35千伏系統(tǒng)的。它的單機(jī)功率特別大，而且它的直流側(cè)電壓也不會(huì)超過(guò)1200伏，它是一個(gè)電壓相對(duì)比較低的這樣的一個(gè)直流系統(tǒng)。它的綜合效率非常高，接近90%-91%，冷卻方式可以使用風(fēng)冷和水冷。它的過(guò)載能力可以達(dá)到110%十分鐘，120%一分鐘。它最突出的一個(gè)特點(diǎn)就是整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間非常短，因?yàn)樗械膯卧际谴?lián)在一起，同時(shí)進(jìn)行級(jí)聯(lián)運(yùn)行工作的，他們工作的協(xié)調(diào)一致性非常高，響應(yīng)時(shí)間是小于5毫秒，所以它的響應(yīng)速度也是非常快的。最后它可以通過(guò) PCS和BMS的一個(gè)動(dòng)態(tài)均衡，來(lái)達(dá)到對(duì)電池均衡充放的這樣的一個(gè)效果，能更有效的利用電池容量，以及避免過(guò)充過(guò)放。
這是一個(gè)典型的60兆瓦120兆瓦時(shí)儲(chǔ)能系統(tǒng)的一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)布置，只需要三套儲(chǔ)能系統(tǒng)就可以達(dá)到這樣的一個(gè)輸出。三套系統(tǒng)每一套的容量是20兆瓦40兆瓦時(shí)，這三套系統(tǒng)我們會(huì)安裝在三組集裝箱里邊，每一組集裝箱都是15臺(tái)，每臺(tái)里面大約是能放10級(jí)的單元，最后這些單元經(jīng)過(guò)串聯(lián)以后，接入我們的35千伏電抗器，最后連接到35千伏母線接入這個(gè)系統(tǒng)。這樣的一個(gè)系統(tǒng)它的占地非常小，長(zhǎng)寬大約是65米×55米這樣的一個(gè)面積，可以達(dá)到一個(gè)更緊湊的狀態(tài)。對(duì)于它的安全設(shè)計(jì)我們是這么考慮的，以一個(gè)5兆瓦10兆瓦時(shí)這樣的一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)為例，像這樣的一個(gè)系統(tǒng)，我們使用280安時(shí)的電芯，風(fēng)能的系統(tǒng)我們是一并16串的PACK，18個(gè)PACK成一個(gè)簇，每一相有14級(jí)單元串聯(lián)，最后一共是三相有42級(jí)單元，也就是42簇電池配42級(jí)單元，這種配置也是非常靈活，可以進(jìn)行一個(gè)容量的超配來(lái)達(dá)到更大的容量。最后可以直接輸出10千伏電壓，直接接入我們的10千伏母線，而且這個(gè)系統(tǒng)里面它是沒(méi)有電芯的并聯(lián)，所有的電芯都是串聯(lián)配置的，每一簇電池容量只有200多千瓦時(shí)，這樣單簇電池的容量比較小，它的保護(hù)也能做到更加優(yōu)良，可以進(jìn)行一個(gè)相關(guān)的保護(hù)，可以對(duì)電芯進(jìn)行一個(gè)有效的充放，可以達(dá)到對(duì)電池容量的有效利用，完全的對(duì)這些電芯進(jìn)行一個(gè)充放的控制，這是它的一個(gè)安全設(shè)計(jì)方面的一些特點(diǎn)。
剛才介紹了我們的安全考慮理念就是把并聯(lián)在一起的大量直流電池進(jìn)行一個(gè)解耦，解耦以后單個(gè)電芯的單個(gè)電池簇的容量降到了250千瓦時(shí)，與原來(lái)并在一起的幾兆瓦時(shí)的電池堆的容量相比降低到1/10，降低它的容量以后，大大減小了單個(gè)電池簇，也就是單個(gè)電池堆它的一個(gè)短路電流，而且控制起來(lái)也更加容易。當(dāng)發(fā)生故障的時(shí)候，它的故障范圍也非常小，在日后進(jìn)行一個(gè)維護(hù)更換也更加方便。充放控制也是可以對(duì)單簇電芯進(jìn)行一個(gè)獨(dú)立的充放，我們200多千瓦時(shí)的電芯都是串聯(lián)在一起的，一臺(tái)PCS對(duì)這些電芯都是一個(gè)串聯(lián)進(jìn)行一個(gè)充電或者放電的過(guò)程，每一個(gè)電芯它的充放電的電流都完全一致，而且可以嚴(yán)格控制在額定的倍率以下。如果是并聯(lián)的系統(tǒng)，它的充/放電流會(huì)受到內(nèi)阻的影響，電芯的內(nèi)阻小，它的充電電流可能會(huì)就偏大，所以有部分電芯在充電的過(guò)程中，有可能會(huì)超過(guò)它的額定倍率進(jìn)行一個(gè)充放。在單電芯這種控制的條件下，它的充放電電流是可以做到完全一致的，而且是可以嚴(yán)格控制在我們需要的一個(gè)電流值上。在這種情況下，所有電芯的運(yùn)行一致性非常好，SOC的差值也可以做得很小，所以我們能夠最大程度的利用電芯的容量。在交流側(cè)安裝相同電池的情況下，我們可以達(dá)到更大的一個(gè)輸出，如果說(shuō)我們是輸出相同的一個(gè)容量的情況下，我們也可以使用較少的電芯，這樣可以降低用戶的一個(gè)初始投資。
下圖展示的就是我們這種分組控制以后電池的充放電的一個(gè)狀態(tài)。當(dāng)電池充滿以后是保持在92%這樣的一個(gè)SOC狀態(tài)。電池完全充滿了以后，所有電池簇的SOC值都是91%-92%之間，電池簇間的 SOC差異小于2%，它是一個(gè)非常均衡的狀態(tài)。放電也是一樣，當(dāng)電芯完全放電以后都能保持在1%左右，它的充放一致性可以達(dá)到一個(gè)非常好的效果，對(duì)電芯的容量利用也可以達(dá)到更高。在它的全生命周期里邊，由于我們這種充放的獨(dú)立控制，它不存在著短板效應(yīng)，也不存在著局部過(guò)充的這種電芯，不會(huì)由短板效應(yīng)的容量影響整個(gè)電池堆壽命的這種情況出現(xiàn)，所以在級(jí)聯(lián)型的這種多單元控制的條件下，它的整個(gè)系統(tǒng)壽命與單個(gè)電芯的容量衰減曲線是基本保持一致的。如果是低壓的這種并聯(lián)型式，它的容量衰減曲線是相對(duì)比較快，而我們這種高壓級(jí)聯(lián)的方式，它通過(guò)對(duì)電芯的這種均衡控制，能夠使系統(tǒng)保持與電芯相同的一個(gè)衰減速度，這樣整個(gè)生命周期內(nèi)它的運(yùn)行效率也可以達(dá)到更高，可以得到更高的一個(gè)經(jīng)濟(jì)性。
在百兆瓦級(jí)別的電站里邊，高壓級(jí)聯(lián)的這種方案，由于單機(jī)容量大，PCS的臺(tái)數(shù)非常少，接入點(diǎn)的數(shù)量也大幅減少。適合于組建于我們這種百兆瓦級(jí)的電站。我們與常規(guī)的電站進(jìn)行一個(gè)對(duì)比，如果是用2.5兆瓦的這樣的一個(gè)單元，需要40臺(tái)2.5兆瓦的單元才能組成一個(gè)百兆瓦的電站。而高壓級(jí)聯(lián)的這種方式，我們用20兆瓦40兆瓦時(shí)的高壓級(jí)聯(lián)直掛方案，只需要5臺(tái)就可以組成一個(gè)35千伏的這種100兆瓦200兆瓦時(shí)的電站，它的臺(tái)數(shù)是大量減少，它的控制層級(jí)也會(huì)減少，可以從調(diào)度指令直接到EMS，直接到PCS的進(jìn)行一個(gè)控制，所以說(shuō)它的響應(yīng)時(shí)間也非常的快。
這邊是我們?cè)谝慌_(tái)4.5兆瓦的這種儲(chǔ)能PCS的工況轉(zhuǎn)換的一個(gè)響應(yīng)時(shí)間，它從零功率運(yùn)行到滿功率放電，以及從滿充電到滿放電的這些狀態(tài)，中間的轉(zhuǎn)換時(shí)間都只有1.5毫秒到2毫秒之間，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換速度是非常快，可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)快速的頻率支撐。對(duì)于電網(wǎng)的這種并網(wǎng)、孤網(wǎng)以及無(wú)擾的切換運(yùn)行是非常有利的，也能夠更大程度上對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行一個(gè)有效的支撐。
大容量高壓級(jí)聯(lián)電站的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是運(yùn)行效率特別高，長(zhǎng)期運(yùn)行效率可以比常規(guī)的低壓儲(chǔ)能系統(tǒng)提高4%-10%，電站的長(zhǎng)期運(yùn)行的綜合效率能達(dá)到90%左右，主要是由于第一它沒(méi)有升壓變壓器，不存在變壓器的損耗，一個(gè)充放的循環(huán)可以提高2%以上的效率，因?yàn)樽儔浩髟陂L(zhǎng)期待機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中也有一定的損耗。第二就是它的輸出是一個(gè)非常完美的正弦波，不需要大量的濾波裝置，同時(shí)它是一個(gè)多電平的輸出，它輸出的這種波形非常接近正弦波，而且它可以做到開關(guān)頻率降到比較低，這個(gè)時(shí)候能夠有效的降低開關(guān)損耗。最重要的一點(diǎn)就是它是高壓輸出，內(nèi)部的電流比較小，就可以做到內(nèi)部的各種損耗都比較低，因?yàn)閾p耗是和電流的平方成正比，所以在各個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)加持下，與容量相同低壓系統(tǒng)相比，高壓級(jí)聯(lián)系統(tǒng)的效率可以提高4%-10%以上。
下面是我們的案例對(duì)比，我們?cè)谒膫€(gè)儲(chǔ)能電站里面有一個(gè)站使用的是我們的高壓級(jí)聯(lián)的這種儲(chǔ)能裝置，它的長(zhǎng)期運(yùn)行效率可以達(dá)到89%，接近90%。與它同期投運(yùn)的其他幾個(gè)儲(chǔ)能電站采用常規(guī)的1000伏PCS的方案，以及采用1500PCS的方案，運(yùn)行效率最高的大約是84%，它比高壓級(jí)聯(lián)的方式要低5個(gè)百分點(diǎn)。對(duì)于電池的超配比也有一個(gè)明顯的區(qū)別，這幾個(gè)電站輸出相同電量的時(shí)候，這種高壓級(jí)聯(lián)站的電池安裝容量只超配16%，而其他幾個(gè)電站由于充放電效率相對(duì)比較低，而且電池的利用率相對(duì)比較低，它的超配比都在20%以上，明顯要高于高壓級(jí)聯(lián)的這種方式。
后面我再跟大家分享一下我們這些大容量?jī)?chǔ)能相關(guān)的應(yīng)用情況，一些檢測(cè)報(bào)告以及高低壓的相關(guān)測(cè)試結(jié)果，都能達(dá)到一個(gè)非常有優(yōu)秀的技術(shù)狀態(tài)。實(shí)際應(yīng)用的時(shí)候我們也有很多相關(guān)的應(yīng)用案例，在用戶測(cè)的項(xiàng)目中，由于高壓級(jí)聯(lián)系統(tǒng)的運(yùn)行效率高，電池的容量利用率高，所以項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性比較好，項(xiàng)目的回收周期短，能夠更加有效的加快項(xiàng)目的落地。同時(shí)它的無(wú)擾切換可以支持更多的一個(gè)運(yùn)行方式。我們?cè)趶V州的某個(gè)芯片廠，它的供電可靠性項(xiàng)目里面也配套了這種高壓級(jí)聯(lián)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合的無(wú)擾切換以及供電的一個(gè)可靠切換效果。同時(shí)它也支持在正常運(yùn)行的時(shí)候進(jìn)行削峰填谷、分時(shí)電價(jià)套利以及多種運(yùn)行模式，能夠得到更有效的一個(gè)利用。在電網(wǎng)側(cè)的場(chǎng)景里邊，我們這種高壓級(jí)聯(lián)的系統(tǒng)，它由于容量大，響應(yīng)速度快，可以更有效的支撐電網(wǎng)，用于電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻，優(yōu)化新能源的傳輸和消納，優(yōu)化這種電網(wǎng)的售電端的這種安全功率，提供頻率支撐以及應(yīng)對(duì)各種電網(wǎng)的安全事故。
在發(fā)電側(cè)的場(chǎng)景里邊，由于我們這種高壓直連的這種PCS響應(yīng)速度非常快，同時(shí)單機(jī)的容量比較大，更能有效的在這種調(diào)頻應(yīng)用的場(chǎng)景里面得到一個(gè)相關(guān)的應(yīng)用，所以我們?cè)谡{(diào)頻的這種系統(tǒng)里面應(yīng)用得非常多，我們目前做的最大的1C火電調(diào)頻系統(tǒng)可以做到60MW/60MWH，應(yīng)用于百萬(wàn)千瓦的這種機(jī)組。
在新能源的應(yīng)用場(chǎng)景里邊，我們這種高壓級(jí)聯(lián)的大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)能夠更有效的改善新能源的出力平衡，改善新能源電站的容量可信度，以及提高系統(tǒng)對(duì)新能源的消納能力，在我們的西北以及各個(gè)新能源場(chǎng)站都有很廣泛的一個(gè)應(yīng)用。在當(dāng)前百兆瓦乃至吉瓦時(shí)的大規(guī)模儲(chǔ)能電站的應(yīng)用需求下，對(duì)我們的儲(chǔ)能系統(tǒng)單機(jī)也提出了更高的需求。從目前大容量的儲(chǔ)能系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，是要求的更高的電壓，更大的功率，更長(zhǎng)的壽命以及更高的效率，這成為儲(chǔ)能系統(tǒng)的一個(gè)發(fā)展的主要趨勢(shì)。相對(duì)于目前我們應(yīng)用的比較多的低壓集中式的這種儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，新的大容量的高壓級(jí)聯(lián)系統(tǒng)能夠得到更高的一個(gè)輸出功率，更高的效率以及更安全充放的這種控制，在吉瓦時(shí)級(jí)別的電站里得到更廣泛的應(yīng)用。
以上就是我跟大家分享的內(nèi)容，謝謝大家！
