儲能系統由電池、電池管理系統(BMS)、儲能變流器(PCS)、能源管理系統(EMS)、溫控系統、消防系統、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
電池系統是儲能系統的核心,決定了儲能系統的存儲容量。它是將化學能轉化為電能的裝置,由正極、負極、電解質和隔膜四部分組成。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、環保等優點,成為了當前電池儲能系統中最為常用的電池類型。大儲電池也是由單個電芯組成,規模化從技術方面并沒有太多降本空間,因此儲能項目規模越大,電池占比越高。
鋰離子電芯經串并聯方式組合,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構成電池柜體。
電池模組(PACK)
儲能系統的基本單位,類似于光伏系統的光伏組件。
-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。
-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)
電池管理系統(BMS)作為關鍵監控系統,是儲能電池系統的重要組成部分,BMS主要由監測模塊、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進行實時監測和控制,包括電池的電壓、電流、溫度、SOC等參數。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,控制蓄電池的充放電,并進行交直流轉換,在無電網情況下直接為交流負荷供電。它是將電池儲存的電能轉化為交流電能供應給電網或用戶的裝置。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化為交流電能,并控制電能的輸入輸出,以及確保系統的安全和穩定。PCS的性能直接影響到電池儲能系統的運行效率和使用壽命。
4、EMS(能量管理系統)
EMS(能量管理系統)擔任儲能系統中的決策角色,是儲能系統的決策中樞。一方面直接負責儲能系統的控制策略,而控制策略則影響系統內電池的衰減速率和循環壽命,從而決定儲能的經濟性;另一方面還監控系統運行中的故障異常,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
儲能溫控系統事關儲能核心安全。儲能電池系統電池容量大和功率大,而高功率密度對散熱要求極高,同時儲能系統內部容易產生電池產熱和溫度分布不均勻等問題,因而溫度控制對于電池系統壽命、安全性極為重要。過高或過低的溫度環境將導致電芯失控、BMS 失效、PCS 保護失效、直流拉弧、火災防護失效等問題,直接引發儲能安全隱患。
儲能消防成為維護財產和人身安全的重中之重。儲能消防系統由火災報警系統和消防聯動系統組成。其核心思想是對報警區域中發生的任何火情及時地感知,并根據其報警級別分別在控制中心給予報警或進行相應的聯動處理。主要包括火災監控、氣體滅火系統/高壓細水霧滅火系統、災后防復燃等。
原標題:電化學儲能系統組成