典型的分布式儲能系統(tǒng)架構(gòu)

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煤炭是我國重要的化石能源和工業(yè)原料，是一次能源消費中占比最大的品種，也是我國產(chǎn)量最大、資源最為豐富的化石能源，將長期在我國能源體系中發(fā)揮“壓艙石”重要作用，但在能源消費結(jié)構(gòu)中的占比將持續(xù)下降，從主體能源逐步過渡到支撐能源、托底能源，能源轉(zhuǎn)型正在牽引我國經(jīng)濟(jì)社會全面綠色低碳發(fā)展。

而儲能技術(shù)是緊緊牽動著新能源行業(yè)發(fā)展的，新型儲能不僅是構(gòu)建新型能源體系、推動能源綠色低碳轉(zhuǎn)型的重要裝備基礎(chǔ)和關(guān)鍵技術(shù)，而且是助力實現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”的重要支撐。儲能具有消除晝夜峰谷差，實現(xiàn)平滑輸出、調(diào)峰調(diào)頻和備用容量的作用，滿足了新能源發(fā)電平穩(wěn)、安全接入電網(wǎng)的要求，可以有效減少棄風(fēng)、棄光現(xiàn)象。

下面是一個典型的分布式儲能系統(tǒng)架構(gòu)：

儲能系統(tǒng)由電池、電器元件、機械支撐、加熱和冷卻系統(tǒng)（熱管理系統(tǒng)）、雙向儲能變流器（PCS）、能源管理系統(tǒng)（EMS）以及電池管理系統(tǒng)（BMS）共同組成。電池通過排列，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。下面我們針對其中重要的部分進(jìn)行介紹。

1、電池

作為新型儲能的關(guān)鍵技術(shù)路線之一，新型儲能電池在提高可再生能源消納比例、保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行等方面發(fā)揮重要作用。鋰電池作為儲能關(guān)鍵器件，是決定電化學(xué)儲能進(jìn)步的“中樞”。鋰電池按照正極材料不同分為磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池。儲能市場主要以磷酸鐵鋰電池為主，消除晝夜峰谷差是儲能系統(tǒng)的主要應(yīng)用場景，而產(chǎn)品使用時間直接影響到項目收益。

2、熱管理

如果把電池比喻成儲能系統(tǒng)的身體，那么熱管理系統(tǒng)就是儲能系統(tǒng)的“衣服”。電池和人一樣，也需要在舒適的溫度環(huán)境（23~25℃），才能發(fā)揮最高的工作效率。如果電池工作溫度超過50℃，電池壽命會快速衰減。而溫度低于-10℃時，電池會進(jìn)入“冬眠”模式，無法正常工作。

從電池面對高溫和低溫的不同表現(xiàn)可以看出，處于高溫狀態(tài)的儲能系統(tǒng)壽命和安全性會受到巨大影響，而處于低溫狀態(tài)的儲能系統(tǒng)則會徹底罷工。熱管理的作用就是根據(jù)周圍環(huán)境溫度，來給儲能系統(tǒng)舒適的溫度。從而使整套系統(tǒng)得以“延年益壽”。

3、電池管理系統(tǒng)（BMS）

電池管理系統(tǒng)的英文名是BATTERYMANAGEMENTSYSTEM，它是電池與用戶之間的紐帶，主要就是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過度充電和過度放電?！案甙质荨钡葏?shù)對應(yīng)到儲能系統(tǒng)中，是電壓、電流和溫度三個數(shù)據(jù)。根據(jù)復(fù)雜的算法，可以推測出系統(tǒng)的SOC（荷電狀態(tài)），熱管理系統(tǒng)的啟停，系統(tǒng)絕緣檢測和電池間的均衡。BMS應(yīng)以安全作為設(shè)計初衷，遵循“預(yù)防為主，控制保障”的原則，系統(tǒng)性的解決儲能電池系統(tǒng)的安全管控。

4、雙向儲能變流器（PCS）

其實儲能變流器在日常生活中十分常見，手機充電器的功能是將家用插座中的220V交流電，轉(zhuǎn)換為手機內(nèi)電池所需的5V~10V的直流電。這與儲能系統(tǒng)在充電過程中將交流電轉(zhuǎn)換為電池堆所需直流電的模式是一致的。

儲能系統(tǒng)中的PCS可以理解為一個超大號的充電器，但與手機充電器的區(qū)別在于它是雙向的。雙向PCS充當(dāng)了電池堆與電網(wǎng)端之間的橋梁，一方面將電網(wǎng)端的交流電轉(zhuǎn)化為直流電為電池堆充電，另一方面將電池堆的直流電轉(zhuǎn)換為交流電回饋給電網(wǎng)。

5、能源管理系統(tǒng)（EMS）

一位分布式能源的研究者曾經(jīng)說過“好方案源于頂層設(shè)計，好系統(tǒng)出于EMS”，由此可見EMS在儲能系統(tǒng)中的重要性。

能源管理系統(tǒng)的存在，是為了將儲能系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)的信息匯總，全方位的掌控整套系統(tǒng)的運行情況，并作出相關(guān)決策，保證系統(tǒng)安全運行。EMS會將數(shù)據(jù)上傳云端，為運營商的后臺管理人員提供運營工具。同時，EMS還負(fù)責(zé)與用戶進(jìn)行直接的交互。用戶的運維人員可通過EMS實時的查看儲能系統(tǒng)的運行情況，做到實施監(jiān)管。

來源：網(wǎng)絡(luò)

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