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关于MW级集装箱式电池储能系统的研究现状与应用探究

发布时间：2024/7/26 15:22:19
浏览次数：152
一、引言
在当今能源领域，MW 级集装箱式电池储能系统正逐渐成为关键的组成部分，为能源的存储和高效利用提供了创新的解决方案。
二、MW 级集装箱式电池储能系统的概述
MW 级集装箱式电池储能系统是将大量电池集成在标准的集装箱中，形成一个具有高能量存储和输出能力的整体单元。它通常包括电池模组、电池管理系统（BMS）、功率转换系统（PCS）、热管理系统、消防系统以及监控系统等。
三、工作原理
通过电池模组存储电能，当需要释放电能时，经过 PCS 将直流电转换为交流电输出。BMS 实时监测电池的状态，如电压、电流、温度和剩余电量（SOC）等，以确保电池的安全和高效运行。热管理系统则负责控制电池的工作温度，防止过热或过冷影响性能和寿命。
四、优势
  1. 灵活性和可扩展性

    • 可以根据需求灵活组合多个集装箱，实现不同规模的储能容量。

    • 例如，在一个储能项目初期，可以先部署少量集装箱，随着需求增长再逐步增加。

  2. 快速部署

    • 由于采用标准化的集装箱设计，能够在短时间内完成安装和调试。

    • 比如在应对紧急电力需求时，能够迅速投入使用。

  3. 易于运输和移动

    • 可以通过卡车、船舶等运输工具方便地运输到不同地点。

    • 这使得其能够适应不同的应用场景，如临时电力供应或偏远地区的储能需求。

五、应用领域
  1. 电网辅助服务

    • 参与调峰、调频，提高电网的稳定性和可靠性。

    • 比如在用电低谷时存储电能，高峰时释放，平衡电网负荷。

  2. 可再生能源整合

    • 平滑可再生能源的输出波动，提高其并网比例。

    • 像太阳能和风能发电不稳定时，储能系统能够储存多余能量并在需要时释放。

  3. 工商业用户

    • 帮助企业实现削峰填谷，降低用电成本。

    • 例如工厂在电价低谷时充电，高峰时放电，节省电费支出。

六、面临的挑战
  1. 成本

    • 包括电池成本、系统集成成本和维护成本等，目前仍然较高。

  2. 电池寿命和性能衰减

    • 长期循环使用可能导致电池性能下降，影响系统的整体效率和寿命。

  3. 安全问题

    • 电池的热失控、火灾等安全隐患需要高度重视和有效防范。

 

七、安科瑞Acrel-2000ES储能能量管理系统概述

7.1概述

安科瑞Acrel-2000ES储能能量管理系统，专门针对工商业储能柜、储能集装箱研发的一款储能EMS，具有完善的储能监控与管理功能,涵盖了储能系统设备(PCS、BMS、电表、消防、空调等)的详细信息,实现了数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视化监控、报警管理、统计报表等功能。在高级应用上支持能量调度,具备计划曲线、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。

7.2接入设备

Acrel-2000ES，具备多种接口，多种协议对接的能力，支持多种设备接入。

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7.3系统功能

7.3.1实时监测

系统人机界面友好，能够显示储能柜的运行状态，实时监测PCS、BMS以及环境参数信息，如电参量、温度、湿度等。实时显示有关故障、告警、收益等信息。

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7.3.2设备监控

系统能够实时监测PCS、BMS、电表、空调、消防、除湿机等设备的运行状态及运行模式。

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PCS监控：满足储能变流器的参数与限值设置；运行模式设置；实现储能变流器交直流侧电压、电流、功率及充放电量参数的采集与展示；实现PCS通讯状态、启停状态、开关状态、异常告警等状态监测。

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BMS监控：满足电池管理系统的参数与限值设置；实现储能电池的电芯、电池簇的温度、

电压、电流的监测；实现电池充放电状态、电压、电流及温度异常状态的告警。

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空调监控：满足环境温度的监测，可根据设置的阈值进行空调温度的联动调节，并实时监测空调的运行状态及温湿度数据，以曲线形式进行展示。

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UPS监控：满足UPS的运行状态及相关电参量监测。

7.3.3曲线报表

系统能够对PCS充放电功率曲线、SOC变换曲线、及电压、电流、温度等历史曲线的查询与展示。

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7.3.4策略配置

满足储能系统设备参数的配置、电价参数与时段的设置、控制策略的选择。目前支持的控制策略包含计划曲线、削峰填谷、需量控制等。

 

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7.3.5实时报警

储能能量管理系统具有实时告警功能，系统能够对储能充放电越限、温度越限、设备故障或通信故障等事件发出告警。

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7.3.6事件查询统计

储能能量管理系统能够对遥信变位，温湿度、电压越限等事件记录进行存储和管理，方便用户对系统事件和报警进行历史追溯，查询统计、事故分析。

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7.3.7遥控操作

可以通过每个设备下面的红色按钮对PCS、风机、除湿机、空调控制器、照明等设备进行相应的控制，但是当设备未通信上时，控制按钮会显示无效状态。

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7.3.8用户权限管理

储能能量管理系统为保障系统安全稳定运行，设置了用户权限管理功能。通过用户权限管理能够防止未经授权的操作（如遥控的操作，数据库修改等）。可以定义不同级别用户的登录名、密码及操作权限，为系统运行、维护、管理提供可靠的安全保障。

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7.3.9安科瑞配套产品

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八、结论

综上所述，MW级集装箱电池储能系统在电力系统领域的确具有*高的应用研究价值。本文给出了1套用于实现电池模块温度控制的设计方法，希望对领域研究有所借鉴。

参考文献：

[1]帅昌俊.液冷集装箱式储能系统设计开发研究[J].河南科技

[2]孙凤双.2MW集装箱式储能升压变一体机系统的设计[J].上海电气技术

[3]田刚领，张柳丽，牛哲荟，等.集装箱式储能系统热管理设计[J].电源技术

[4]白亚平，牛哲荟，赵佩宏，等.集装箱式储能系统电池成组技术研究[J].河南科技

[5]罗军，田刚领，张柳丽，等.集装箱式储能系统温度特性研究[J].电器与能效管理技术

[6]游峰，钱艳婷，梁嘉，等.MW级集装箱式电池储能系统研究[J].电源技术

[7]李相俊，王上行，惠东.电池储能系统运行控制与应用方法综述及展望[J].电网技术

[8]张子峰，王林，陈东红，等.集装箱储能系统散热及抗震性研究[J].储能科学与技术

[9]安科瑞企业微电网设计与应用手册2022.5版.

[10]鲁统文.MW级集装箱式电池储能系统的研究现状与应用探究

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