科技創(chuàng)新 情報(bào)先行

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

而儲(chǔ)能技術(shù)是緊緊牽動(dòng)著新能源行業(yè)發(fā)展的，新型儲(chǔ)能不僅是構(gòu)建新型能源體系、推動(dòng)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(shí)現(xiàn)“雙碳目標(biāo)”的重要支撐。儲(chǔ)能具有消除晝夜峰谷差，實(shí)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(gè)典型的分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)架構(gòu)：

儲(chǔ)能系統(tǒng)由電池、電器元件、機(jī)械支撐、加熱和冷卻系統(tǒng)（熱管理系統(tǒng)）、雙向儲(chǔ)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(guò)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(duì)其中重要的部分進(jìn)行介紹。

1、電池

作為新型儲(chǔ)能的關(guān)鍵技術(shù)路線之一，新型儲(chǔ)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(yùn)行等方面發(fā)揮重要作用。鋰電池作為儲(chǔ)能關(guān)鍵器件，是決定電化學(xué)儲(chǔ)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(chǔ)能市場(chǎng)主要以磷酸鐵鋰電池為主，消除晝夜峰谷差是儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要應(yīng)用場(chǎng)景，而產(chǎn)品使用時(shí)間直接影響到項(xiàng)目收益。

2、熱管理

如果把電池比喻成儲(chǔ)能系統(tǒng)的身體，那么熱管理系統(tǒng)就是儲(chǔ)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(guò)50℃，電池壽命會(huì)快速衰減。而溫度低于-10℃時(shí)，電池會(huì)進(jìn)入“冬眠”模式，無(wú)法正常工作。

從電池面對(duì)高溫和低溫的不同表現(xiàn)可以看出，處于高溫狀態(tài)的儲(chǔ)能系統(tǒng)壽命和安全性會(huì)受到巨大影響，而處于低溫狀態(tài)的儲(chǔ)能系統(tǒng)則會(huì)徹底罷工。熱管理的作用就是根據(jù)周?chē)h(huán)境溫度，來(lái)給儲(chǔ)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(guò)度充電和過(guò)度放電。“高矮胖瘦”等參數(shù)對(duì)應(yīng)到儲(chǔ)能系統(tǒng)中，是電壓、電流和溫度三個(gè)數(shù)據(jù)。根據(jù)復(fù)雜的算法，可以推測(cè)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(cè)和電池間的均衡。BMS應(yīng)以安全作為設(shè)計(jì)初衷，遵循“預(yù)防為主，控制保障”的原則，系統(tǒng)性的解決儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的安全管控。

4、雙向儲(chǔ)能變流器（PCS）

其實(shí)儲(chǔ)能變流器在日常生活中十分常見(jiàn)，手機(jī)充電器的功能是將家用插座中的220V交流電，轉(zhuǎn)換為手機(jī)內(nèi)電池所需的5V~10V的直流電。這與儲(chǔ)能系統(tǒng)在充電過(guò)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(chǔ)能系統(tǒng)中的PCS可以理解為一個(gè)超大號(hào)的充電器，但與手機(jī)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(shuō)過(guò)“好方案源于頂層設(shè)計(jì)，好系統(tǒng)出于EMS”，由此可見(jiàn)EMS在儲(chǔ)能系統(tǒng)中的重要性。

能源管理系統(tǒng)的存在，是為了將儲(chǔ)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(yùn)行情況，并作出相關(guān)決策，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。EMS會(huì)將數(shù)據(jù)上傳云端，為運(yùn)營(yíng)商的后臺(tái)管理人員提供運(yùn)營(yíng)工具。同時(shí)，EMS還負(fù)責(zé)與用戶進(jìn)行直接的交互。用戶的運(yùn)維人員可通過(guò)EMS實(shí)時(shí)的查看儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行情況，做到實(shí)施監(jiān)管。

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