2024儲(chǔ)能技術(shù)支撐新型電力系統(tǒng)探析

儲(chǔ)能技術(shù)支撐新型電力系統(tǒng)探析目錄CONTENTS010203雙碳目標(biāo)下儲(chǔ)能發(fā)展趨勢(shì)及面臨的挑戰(zhàn)S3液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)科儲(chǔ)能應(yīng)用雙碳目標(biāo)下儲(chǔ)能發(fā)展趨勢(shì)及面臨的挑戰(zhàn)雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)路徑能源供給側(cè)能源消費(fèi)側(cè)煤電為主轉(zhuǎn)為風(fēng)光清潔能源發(fā)電為主電能替代能源轉(zhuǎn)型實(shí)現(xiàn)路徑汽車電動(dòng)化能源消費(fèi)革命化石能源替代低碳化對(duì)電網(wǎng)造成很大沖擊！可控能源轉(zhuǎn)型為波動(dòng)能源超級(jí)快充的短時(shí)大功率沖擊截止2019年底國(guó)內(nèi)電力裝機(jī)及發(fā)電量10.4億KW2億KW2億KW裝機(jī)占比大，發(fā)電量占比??！2021中國(guó)各類裝機(jī)及發(fā)電量根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局、國(guó)家能源局、中電聯(lián)等機(jī)構(gòu)的公開數(shù)據(jù)，整理2021年中國(guó)各類電源裝機(jī)及發(fā)電量統(tǒng)計(jì)表如下：風(fēng)+光：26.7%風(fēng)+光：11.68%24億KW裝機(jī)占比大，發(fā)電量占比??！可用小時(shí)數(shù)低+波動(dòng)性www.kehua.com.cn碳達(dá)峰及碳中和下的新能源裝機(jī)預(yù)測(cè)來源：《中國(guó)2060年前碳中和研究報(bào)告》2030中國(guó)清潔能源裝機(jī)占比將占67.5

，全國(guó)48

的電力都將由太陽能、風(fēng)能提供。2060年，中國(guó)煤電裝機(jī)將全部退出；工業(yè)領(lǐng)域?qū)⒁噪娔苤鲗?dǎo)，輔以氫能；電動(dòng)汽車的保有量將達(dá)到3.9億，實(shí)現(xiàn)超96

的電源裝機(jī)和發(fā)電量由清潔能源承擔(dān)。244878這么高比例風(fēng)光會(huì)帶來哪些挑戰(zhàn)？雙碳目標(biāo)下新型電力系統(tǒng)挑戰(zhàn)：發(fā)、用波動(dòng)加劇間歇性隨機(jī)性波動(dòng)性難預(yù)測(cè)性風(fēng)光發(fā)電特性北京目前機(jī)動(dòng)車保有量600萬輛，假如一半改為電動(dòng)車為300萬輛，按每部車快充功率100KW，若是十分之一的車（30萬輛）同時(shí)充電則需要電網(wǎng)功率3000萬KW，單純電動(dòng)車充電功率就等于北京目前最大負(fù)了。北京2021.1日最大負(fù)荷雙高特點(diǎn)高滲透比高比例電力電子大量電力電子變換裝置轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不足解決之道發(fā)輸用雙碳目標(biāo)下新型電力系統(tǒng)挑戰(zhàn)新能源體量占比大，隨機(jī)性波動(dòng)加?。〕樾畹葌鹘y(tǒng)靈活調(diào)節(jié)資源緊張！電力系統(tǒng)安全問題突出！中國(guó)新能源資源與負(fù)荷中心分布不均問題特高壓輸電大力發(fā)展抽蓄、電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)調(diào)度技術(shù)、微網(wǎng)技術(shù)光伏鴨型曲線與負(fù)電價(jià)山東2022實(shí)時(shí)電價(jià)風(fēng)光能源出力波動(dòng)特性風(fēng)電日出力特性圖光伏日出力特性圖日負(fù)荷曲線圖秒級(jí)短周期波動(dòng)日內(nèi)中周期波動(dòng)季節(jié)性長(zhǎng)周期波動(dòng)抽蓄、電儲(chǔ)能氫能？……光伏大比例裝機(jī)，無儲(chǔ)能的話，中午棄光，晚上負(fù)荷高峰缺電！美國(guó)德州2021年2月極寒天氣大面積停電事故，2020年底湖南、浙江拉閘限電虛擬同步機(jī)技術(shù)，增加電力電子裝置旋轉(zhuǎn)慣量！波動(dòng)近期部分新能源儲(chǔ)能項(xiàng)目配置日期儲(chǔ)能項(xiàng)目名稱光伏/風(fēng)電容量?jī)?chǔ)能配置容量功率占比時(shí)長(zhǎng)H2021.12三峽烏蘭察布風(fēng)光儲(chǔ)2000MW550MW2H27.5022月7日華能內(nèi)蒙三個(gè)風(fēng)電儲(chǔ)能項(xiàng)目800MW240MW/480MWh3028月15日國(guó)家電投札達(dá)光伏儲(chǔ)能項(xiàng)目20MW4MW/20MWh2058月15日國(guó)家電投八宿邦達(dá)二期光伏儲(chǔ)能項(xiàng)目20MW4MW/20MWh2058月19日國(guó)家電投新疆光伏儲(chǔ)能項(xiàng)目子包130MW/90MWH38月29日三峽西藏昌都市光儲(chǔ)30MW7.5MW30MWH2548月22日國(guó)家能源集團(tuán)國(guó)華新疆風(fēng)電儲(chǔ)能項(xiàng)目200MW50MW/200MWh254新能源儲(chǔ)能發(fā)展趨勢(shì)：長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能發(fā)電用電儲(chǔ)能波動(dòng)波動(dòng)功率占比：510202h3h10MW百M(fèi)W大功率長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能需求趨勢(shì)！儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)：1h安全收益（壽命）MW:MWh=1:31000V系統(tǒng)630kW·3h=1890kWh120Ah3.2V1P224S=716.8V120Ah=86kWh需要簇?cái)?shù)量：1890/86=22簇280Ah3.2V1P224S=716.8V280Ah=200kWh需要簇?cái)?shù)量：1890/200=9.5簇1500V系統(tǒng)1.5MW·3h=4.5MWh120Ah3.2V1P420S=1344V120Ah=161.28kWh需要簇?cái)?shù)量4500/161.28=28簇280Ah3.2V1P420S=1344V120Ah=376.32kWh需要簇?cái)?shù)量4500/376.32=12簇5000個(gè)電芯大功率長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能面臨的挑戰(zhàn)11760個(gè)電芯15MW?150MW?挑戰(zhàn)1：安全安全設(shè)計(jì)問題保護(hù)與失效對(duì)策電芯串并？輔助供電設(shè)計(jì)？通信設(shè)計(jì)？防消一次器件開斷能力消防隔離：電芯-pack-簇-集裝箱之間。。。。。安裝施工接頭鎖緊？電池外殼破損？爬電距離？材料問題電池！電芯質(zhì)量BMS故障一次保護(hù)回路失效失效失去保護(hù)失效產(chǎn)生事故運(yùn)維問題例行檢查制度事故應(yīng)對(duì)流程及日參演練核心數(shù)據(jù)采集儲(chǔ)存分析使用問題挑戰(zhàn)2：收益（壽命）收益（壽命）電芯出廠壽命木桶效應(yīng)放電深度充放電倍率運(yùn)行溫度先天：一致性有限度！后天：糾正/加劇材料體系生產(chǎn)管控庫(kù)存溫度及時(shí)間

高低個(gè)體差異。。。。。簇1BMS我充滿了

簇nBMS停止充電！停止放電！

我放完了大功率長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能電池組問題木桶效應(yīng)導(dǎo)致可用容量非正常下降！安全問題：①

直流側(cè)短路保護(hù)②

絕緣檢測(cè)③

高穿問題④

電芯數(shù)量巨大，失效概率上升S3液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)能解決方案-科華S3液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)S3液冷Saf安e全tySimple精簡(jiǎn)S智m能art3.45MW/6.88MWH-5.175MW10.32MWH系統(tǒng)3.45MW35KV1.725MW1.725MWDCDC1DCDC10簇1簇101.725MW/3.44MWH1.725MW/3.44MWH20’柜120’柜220’柜3S3液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)液冷電池模塊電池PACK一簇一充放簇級(jí)控制器輔助供電系統(tǒng)配電箱20尺預(yù)制化集裝箱預(yù)制化集裝箱液冷機(jī)組制冷系統(tǒng)外置消防主機(jī)消防系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)20尺@3.44MWhS3液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)制冷劑循環(huán)冷卻液循環(huán)返回液冷機(jī)組出水口進(jìn)水口50

乙二醇水溶液R410A液冷系統(tǒng)原理S3液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)特點(diǎn)安全3簇級(jí)DCDC控制，降低短路電流風(fēng)險(xiǎn)簇級(jí)絕緣監(jiān)測(cè)及隔離PCAK級(jí)開始的三級(jí)消防設(shè)計(jì)PCAK：消防、MSD開關(guān)、防爆閥、集裝箱：防爆設(shè)計(jì)、氣體消防+水消防、聯(lián)動(dòng)設(shè)計(jì)、布線傳統(tǒng)多簇并聯(lián)絕緣檢測(cè)難題！S3液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)特點(diǎn)精簡(jiǎn)320英尺標(biāo)準(zhǔn)柜模塊化設(shè)計(jì)內(nèi)置DCDC/模塊化PCS方便運(yùn)輸（高、重？）柜內(nèi)無現(xiàn)場(chǎng)安裝工作靈活拼接方便運(yùn)輸（高、重？）柜內(nèi)無現(xiàn)場(chǎng)安裝工作靈活拼接新舊電池混用高效省地提升系統(tǒng)可用性責(zé)任清晰S3液冷儲(chǔ)能系統(tǒng)特點(diǎn)智能3BMS/DCDC/PCS/液冷/消防/EMS多級(jí)聯(lián)動(dòng)深度電力電子化海量溫度數(shù)據(jù)云圖顯示及管理簇間均衡簇間絕緣定位簇級(jí)隔離科華三級(jí)消防全氟己酮123效果環(huán)保壽命可靠性成本液冷優(yōu)勢(shì)提升集裝箱能量密度，減少項(xiàng)目占地：20英尺柜從風(fēng)冷1.5MWH提升到液冷3.44MWH降低電芯溫差，提升電池壽命：集裝箱內(nèi)從8-10℃降低到5℃內(nèi)安全：電池PACK

IP66防護(hù)等級(jí)，大大降低火災(zāi)擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)降低輔源功耗，提升系統(tǒng)效率省