大容量储能系统的设计监控和保护技术ppt课件

大容量储能系统设计 监控管理和保护 卢祥军博士鸥瑞智诺能源科技 北京 OriginalEnergyTechnologyBeijingInc 201011 2020 4 19 绿色动力源于自然 2 内容 储能 智能能源与智能电网大容量储能系统的设计 监控和保护应用实例 2020 4 19 绿色动力源于自然 3 储能与智能能源 储能技术在智能电网中是不可或缺的 智能能源和智能电网的不同 智能电网强调通信和计算技术 但智能能源只需要平衡发电和用电 强调储能和放能 法国的例子已经告诉我们不用智能电网也能做到这一点 阻碍智能电网发展的瓶颈实际并不是技术问题 上海世博会的思科馆展示了2020年人类的智能化生活 同现在完全不同 有很大进步 但是你会发现 现在的很多技术已经可以应用到2020年人们的生活中 什么阻止它们应用到现在呢 不是技术水平 而是标准和资金 2020 4 19 绿色动力源于自然 4 智能能源与智能电网 智能能源可以实现单个用电器件或区间的能源合理和最大效率的使用 但只有形成网络后才能体现出优势 在智能电网中 电力系统不仅仅终止于电表 而是要延伸到洗衣机 干衣机 电视机 电饭煲等各种电器 这实际上就提供了更大的潜力来平衡发电和用电 电力公司发送价格信息给电器 后者根据价格的高低决定是否工作 这就是家用智能系统 同智能电网相连 这种技术实际上非常简单 家里的电器只要有IP地址就能逐个控制 技术实际上已经存在 问题是没有形成认同一致的标准 只有有了统一的标准 不同国家的制造商 海尔 LG 西门子 通用电气 才能将技术用于产品销往全世界 这样才能建立起互通的国际市场 只有有了标准 才能形成一个统一的智能电网 2020 4 19 绿色动力源于自然 5 智能电网示意图 2020 4 19 绿色动力源于自然 6 标准对智能电网的意义 标准对智能电网发展体现在1 电力系统的发电 输电 配电 电表等环节过去都是分开设计的 但是未来会通过智能电网联系在一起 这是个相当复杂的系统 如果没有标准 将无法整合 2 能够允许不同的设备提供商相互竞争 如购买电表 要求不同厂家的电表能够通用 互换 当它们混合在一起时 随便拿一个就能安装 使用 3 标准对电力行业来说尤其重要 电力基础设施的使用寿命都很长 达到二三十年 这是电力行业和电信业的主要不同 打电话时碰到断线我们重拨就行 但是电力系统不行 必须保持稳定 智能电网的有些标准已经比较成熟 被广泛接受 如IEC的5个核心标准已被公认为基础 中国国网公司的路线图就是建立在这5个标准之上的 NIST和德国的路线图也是如此 2020 4 19 绿色动力源于自然 7 储能系统在智能电网中的作用 如果没有大型储能电站作为支撑 而是靠建立火电厂作为旋转备用 智能电网的建设是难以想象的 储能技术通过功率变换 及时进行有功 无功功率作业1 可以保持系统内部瞬时功率的平衡 避免负荷与发电之间大的功率不平衡 维持系统电压 频率和功角的稳定 提高供电可靠性 2 可以改善电能质量 满足用户的多种电力需求 减少因电网可靠性或电能质量带来的损失 可以利用峰谷电价有效平衡负荷峰谷 减少旋转备用 实现用能的经济性 提高综合效益 3 储能还可以协助系统在灾变事故后重新启动与快速恢复 提高系统的自愈能力 2020 4 19 绿色动力源于自然 8 二 大容量储能系统的设计 监控和保护 2020 4 19 绿色动力源于自然 9 设计原则 功能优先可靠性优先成本优先易通讯 监控自保护免维护 2020 4 19 绿色动力源于自然 10 功能选择 存储电能 平衡发电 削峰填谷 并网 集中和优化电网结构应急及平衡电网 2020 4 19 绿色动力源于自然 11 储能体系的选择 物理储能 机械储能 如抽水蓄能 压缩空气储能 飞轮储能等 电磁储能 如超导电磁储能等 化学储能 钠硫电池 液流电池 铅酸电池 锂离子电池 超级电容器等 2020 4 19 绿色动力源于自然 12 各种电池的比较 磷酸铁锂电池超长循环寿命 2020 4 19 绿色动力源于自然 14 大容量储能电池的选择 大容量场合 场地大 液流电池场地小 锂离子电池大功率场合 场地小 锂离子电池 钠硫电池场地大 液流电池 锂离子电池建筑物多使用锂离子电池 钠流电池电网多使用铅酸电池 液流电池 钠流电池 2020 4 19 绿色动力源于自然 15 大容量电池储能系统设计思路 大容量蓄电池储能系统的主要组成 发电站 电网 蓄电池组充电与控制设备 蓄电池组 蓄电池管理系统 蓄电池放电与控制设备 并网功率变换器 PCS 隔离变压器7部分组成 辅助组成有 防雷 热管理系统 三防系统 防尘 防潮 防腐 消防 照明装置 监控计量装置 故障报警 应急辅助供电装置 机械控制装置 系统通讯 保护装置 接地与安全 等 2020 4 19 绿色动力源于自然 16 储能电池组的连接方式 采用先并后串的方式对电池成组 并联时考虑环流电流必须小于电池单体的最大工作电流 采用标准电池模块 只允许并联使用 不允许串联使用 若要组建一个100兆瓦的储能电站则需要200个标准储能模块并联 电池组不能直接与发电站 电网的输出相连 在每个电池组串联支路上要加充电限流装置 电池放电端不能直接和电网相连 电池组的工作电流是由回路中的阻抗决定的 所以在每个电池组串联支路上要加放电限流装置 2020 4 19 绿色动力源于自然 17 100兆瓦储能工程系统原理框图 2020 4 19 绿色动力源于自然 18 风场储能管理系统实例 2020 4 19 绿色动力源于自然 19 三 应用实例 2020 4 19 绿色动力源于自然 20 全钒液流电池示范应用工程AsummaryofVRBenergystoragesystemssuppliedbyVRBPower V FuelPtyandSEI 2020 4 19 绿色动力源于自然 21 日本在建的5MW并网光伏示范项目采用1 5MW钠硫电池和1 5MW双电层电容器的复合储能 2020 4 19 绿色动力源于自然