中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：電池儲(chǔ)能系統(tǒng)集成商瓦錫蘭公司業(yè)務(wù)戰(zhàn)略經(jīng)理Girraj Rathore日前探討了擴(kuò)展容量以管理電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要策略，這是管理和緩解電池退化的關(guān)鍵手段。
而隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)在能源轉(zhuǎn)型中扮演越來(lái)越重要的角色，電池退化管理顯得日益重要。
瓦錫蘭公司在加州部署的電池儲(chǔ)能項(xiàng)目
電池退化將會(huì)降低儲(chǔ)能系統(tǒng)容量
所有電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的儲(chǔ)能容量都會(huì)隨著時(shí)間的推移而退化，從而降低容量和性能。隨著儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展，電池儲(chǔ)能項(xiàng)目開發(fā)商規(guī)劃和管理不可避免的“退化曲線”至關(guān)重要。如果做不到這一點(diǎn)，不僅會(huì)影響收入，甚至可能影響電池儲(chǔ)能系統(tǒng)穩(wěn)定電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)發(fā)揮的關(guān)鍵作用，進(jìn)而影響能源轉(zhuǎn)型。
利用不同時(shí)段的電力價(jià)格差異而套利的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)容易快速退化。而儲(chǔ)能系統(tǒng)套利策略是在電力價(jià)格較低時(shí)購(gòu)買和儲(chǔ)存電力，在電力需求增加時(shí)出售電力。
電池儲(chǔ)能系統(tǒng)最佳的充電和放電間隔通常與套利時(shí)間相反，這意味著儲(chǔ)能系統(tǒng)開發(fā)商對(duì)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)容量的退化速度了解有限。
電池類型不同，退化率也不同。磷酸鐵鋰（LFP）電池主要優(yōu)點(diǎn)是，與其他鋰離子電池相比，它的使用壽命更長(zhǎng)。而溫度（無(wú)論是高溫還是低溫）都會(huì)對(duì)電池的退化產(chǎn)生重大影響。
通過加大部署規(guī)模來(lái)管理電池退化
傳統(tǒng)上，儲(chǔ)能系統(tǒng)開發(fā)商在部署電池儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)通過加大規(guī)模的方法來(lái)應(yīng)對(duì)電池退化。這種方法需要預(yù)先安裝比實(shí)際需要更多的電池，其部署工作包括現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備、布線和系統(tǒng)集成等。
過剩容量可以使電池儲(chǔ)能系統(tǒng)抵消電池退化的容量損失，使電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在生命周期內(nèi)保持規(guī)定的容量。
儲(chǔ)能系統(tǒng)開發(fā)商加大部署電池規(guī)模的一個(gè)關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)是，不需要再次進(jìn)行審批、增加勞動(dòng)力或調(diào)試新的硬件。此外，還可以使儲(chǔ)能項(xiàng)目開發(fā)商能夠在開工時(shí)確定資本支出，減輕開發(fā)成本的不確定性。然而，隨著鋰離子電池成本不斷下降，儲(chǔ)能開發(fā)商可能會(huì)因?yàn)椴捎眠@種方法而導(dǎo)致成本浪費(fèi)。
另外，儲(chǔ)能開發(fā)商可以通過在電池儲(chǔ)能項(xiàng)目生命周期中定期增加電池來(lái)抵消容量下降。在這種情況下，在最初部署電池儲(chǔ)能系統(tǒng)時(shí)必須保留額外的物理空間和足夠的變壓器容量來(lái)添加新的電池。適當(dāng)?shù)囊?guī)劃對(duì)于最大限度地減少電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的停機(jī)時(shí)間和應(yīng)對(duì)相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要。
隨著電池價(jià)格持續(xù)下降，對(duì)于儲(chǔ)能開發(fā)商來(lái)說(shuō)，增加容量正成為一種越來(lái)越有吸引力的方式，以減輕電池退化和容量損失。
然而，這可能并不適用于所有情況，因?yàn)槊總€(gè)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)都是獨(dú)特的，不同的容量增強(qiáng)策略取決于對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)和回報(bào)的偏好。盡管如此，進(jìn)一步降低成本的可能性（特別是考慮到鋰離子電池很低的價(jià)格）使得加大部署規(guī)模變得可行。
增強(qiáng)容量策略
如今還有兩種主要的增強(qiáng)容量方法：“交流擴(kuò)容” (Alternating Current aAugmentation)和“直流變換”（Direct Current Shuffling）。儲(chǔ)能項(xiàng)目開發(fā)商可以根據(jù)他們的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)類型、電網(wǎng)連接和所需的服務(wù)在兩者之間進(jìn)行選擇。
交流擴(kuò)容的重點(diǎn)是改善電池儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)的相互作用，增強(qiáng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)支持功能。采用交流擴(kuò)容方法，將一些交流設(shè)備添加到儲(chǔ)能項(xiàng)目中，包括逆變器和電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)，這些設(shè)備負(fù)責(zé)將交流電用于下游設(shè)備。
除了電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)之外，還可以安裝新的外殼來(lái)容納基本組件，包括電池以及相關(guān)的安全、控制和監(jiān)控設(shè)備。交流擴(kuò)容的方法可以在不需要對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行重大改造的情況下安裝，從而最大限度地減少電力中斷。它還提供了顯著的電力系統(tǒng)靈活性，并且降低技術(shù)復(fù)雜性和風(fēng)險(xiǎn)。
然而，儲(chǔ)能項(xiàng)目開發(fā)商應(yīng)該牢記與交流擴(kuò)容相關(guān)的一些缺點(diǎn)，特別是對(duì)于并網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)。
增加電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)設(shè)備，雖然從技術(shù)角度來(lái)看相對(duì)簡(jiǎn)單，但需要在并網(wǎng)時(shí)獲得許可和監(jiān)管部門批準(zhǔn)。這個(gè)過程繁瑣、耗時(shí)且極其復(fù)雜，導(dǎo)致開發(fā)商難以擴(kuò)展電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量。然而，這些限制并不影響?yīng)毩⒂陔娋W(wǎng)運(yùn)營(yíng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)。孤島運(yùn)營(yíng)的微電網(wǎng)可以簡(jiǎn)化冗長(zhǎng)的審批程序，使其非常適合于交流擴(kuò)容。
對(duì)于需要并網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，直流變換是一種更合適的策略。直流變換優(yōu)先考慮電池組內(nèi)能量的內(nèi)部分配，以確保單一電池和模塊的平衡充放電，這對(duì)于延長(zhǎng)電池壽命和提高系統(tǒng)效率至關(guān)重要。
交流擴(kuò)容主要關(guān)注電池儲(chǔ)能系統(tǒng)和電網(wǎng)之間的相互作用，而直流變換優(yōu)化電池組內(nèi)部的能量分配，提供更高的內(nèi)部效率和彈性。
通過重新配置電池并在儲(chǔ)能系統(tǒng)中均勻地分配電力，直流變換可以在電池組中實(shí)現(xiàn)更平衡的能量分配。
采用直流變換方法，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)采用的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)的數(shù)量和功率保持不變，這無(wú)需許可和監(jiān)管批準(zhǔn)。
與交流擴(kuò)容相比，直流變換所需的設(shè)備成本較低，因?yàn)榭梢灾匦吕秒娏A(chǔ)設(shè)施。直流變換適用于并網(wǎng)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。但由于本身的技術(shù)限制（例如從負(fù)載斷路器和母線限制到短路額定值），這種方法并不總是可行的。因此，儲(chǔ)能項(xiàng)目開發(fā)商必須認(rèn)真評(píng)估其電力系統(tǒng)的具體技術(shù)和運(yùn)行條件，然后再?zèng)Q定是否采用交流擴(kuò)容或直流變換方法。
電池退化管理在未來(lái)仍然很重要
隨著全球各地部署和運(yùn)營(yíng)越來(lái)越多的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，減輕電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量損失將成為儲(chǔ)能開發(fā)商和集成商在未來(lái)幾年管理儲(chǔ)能項(xiàng)目的重點(diǎn)。
優(yōu)化的電池退化管理實(shí)踐將使儲(chǔ)能系統(tǒng)開發(fā)商能夠提高儲(chǔ)能系統(tǒng)性能，降低成本，并致力實(shí)現(xiàn)可再生能源轉(zhuǎn)型。
