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超级电池(钛酸锂电池)在离网式储能电站中的应用
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应用概述

目前,微电网已成为发达国家解决电力系统众多问题的一个重要辅助手段。各国都依据本国电力系统实际问题提出了各自的微电网概念和发展目标。从全球来看,微电网主要出于示范阶段。但从过去五年来看,微电网的技术推广已经逐步成熟,市场规模稳步增长,世界各地政府、主要能源公司和电力公司等积极主导或参与当地政府电网工程建设。

博磊达通过将超级电容容器、超级电池(钛酸锂电池)两种绿色能源的储能技术有机的结合在一起,完成离网式微网储能设计。

工作原理

本系统包括:PCS、超级电容、钛酸锂电池组以及双向DC/DC

PCS在系统中,储能系统除了双向逆变功能外,同时可以进行模式切换控制,实现支撑电网,实现各电源之间的功率平衡分配,保证电网系统的稳定运行,提供抗短时冲击能力,平滑供电,储能,削峰填谷,并可配置电池管理系统实现电池的充放电管理。

钛酸锂电池组和超级电容作为系统的主要储能部分,共同配合完成系统能量贮存,同时由超级电容完成平滑功率输出。钛酸锂电池组的电池管理系统以及超级电容的电容管理系统均能够实时监测各电池电容单体的运行参数,发现异常时及时报警或通知PCS停止工作,同时将故障信息上传监控系统;系统一次回路配置熔断器,接触器等辅助功率器件,是保护执行器件,当发生短路、或过欠压、过温等异常时切断回路保护电池。

11  储能系统工作原理图

性能优点

1) 本次方案设计采用“超级电容+钛酸锂电池”复合电源系统,保证电网系统的稳定运行,不仅可以利用钛酸锂电池削峰填谷,还可以通过超级电容提供抗短时冲击能力、平滑供电。此外,通过“超级电容+钛酸锂电池”的合理配合使用,不仅可以满足负载电荷的多样化要求,还有益于延长电池组的循环寿命,从而增加储能系统的使用寿命以及可靠性,减少维修维护成本。

2) 本次方案设计中,钛酸锂电池采用25Ah大容量钛酸锂电池,不仅避免了通过小容量单体电池并联构成大容量电池的成组技术缺陷,大幅提高系统可靠性,还可以将电池管理系统BMS测量、控制策略实施于系统中每一单体电池,避免几支单体电池共用温度、电压、均衡控制等功能,更有效监控电池系统工作状态,方便运行维护与检修。

3) 本次方案设计中,超级电容的生产采用了世界领先的超级电容制备工艺,包括单层石墨烯制备、无溶剂法电极生产等,均已达到世界领先水平,其单体超级电容的各项性能以及可靠性、一致性等均受得住各项考验。

4) 本次方案采用采用分布式独立的电源结构,各个电池串联后与超级电容之间非直接并联,不存在因线缆及连接电阻的一致性差异引起的电流不均,有效解决了各支路之间因电压不一致带来的环流问题,同时每个模块独立控制,大大提高了系统的能量利用率。

5) 本次方案设计采用标准集装箱式储能结构。所有的器件(包括钛酸锂电池、超级电容、电气件、PCS等)均放置在标准插箱和标准机柜内,具备较强的可操作性、互换性和可维修性。同时,采用标准集装箱式的架构,不仅易于运输、拆卸和安装,还可以作为良好的工作场所进行使用。

6) 本次方案设计中采用多功能PCS,不仅可以双向逆变功率输出,实现各电源之间的功率平衡分配,保证电网系统的稳定运行,还可以进行并网、离网(孤网)模式切换控制,实现电网支撑。

7) 本次系统设计采用标准化、通用化、模块化设计,在容量上、功率上可扩展、可兼容。

8) 安全性能高:无论是超级电容还是钛酸锂电池产品,均已通过中国的第三方强制检验机构的认证,不会出现燃烧、爆炸等安全事故。

9) 博磊达产品,不具备任何有害物质,是清洁的绿色能源。

博磊达高度重视技术的改进和持续的研发投入,拥有一支经验丰富的研发队伍,具备MW级储能项目的成功设计和实施经验,能够保证和配合产品的持续改进。

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