2024儲能技術(shù)支撐新型電力系統(tǒng)探析

儲能技術(shù)支撐新型電力系統(tǒng)探析目錄CONTENTS010203雙碳目標(biāo)下儲能發(fā)展趨勢及面臨的挑戰(zhàn)S3液冷儲能系統(tǒng)科儲能應(yīng)用雙碳目標(biāo)下儲能發(fā)展趨勢及面臨的挑戰(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)路徑汽車電動化能源消費(fèi)革命化石能源替代低碳化對電網(wǎng)造成很大沖擊！可控能源轉(zhuǎn)型為波動能源超級快充的短時(shí)大功率沖擊截止2019年底國內(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中國各類裝機(jī)及發(fā)電量根據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局、國家能源局、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+波動性www.kehua.com.cn碳達(dá)峰及碳中和下的新能源裝機(jī)預(yù)測來源：《中國2060年前碳中和研究報(bào)告》2030中國清潔能源裝機(jī)占比將占67.5

，全國48

的電力都將由太陽能、風(fēng)能提供。2060年，中國煤電裝機(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)、用波動加劇間歇性隨機(jī)性波動性難預(yù)測性風(fēng)光發(fā)電特性北京目前機(jī)動車保有量600萬輛，假如一半改為電動車為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)性波動加劇！抽蓄等傳統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)資源緊張！電力系統(tǒng)安全問題突出！中國新能源資源與負(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)荷曲線圖秒級短周期波動日內(nèi)中周期波動季節(jié)性長周期波動抽蓄、電儲能氫能？……光伏大比例裝機(jī)，無儲能的話，中午棄光，晚上負(fù)荷高峰缺電！美國德州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！波動近期部分新能源儲能項(xiàng)目配置日期儲能項(xiàng)目名稱光伏/風(fēng)電容量儲能配置容量功率占比時(shí)長H2021.12三峽烏蘭察布風(fēng)光儲2000MW550MW2H27.5022月7日華能內(nèi)蒙三個(gè)風(fēng)電儲能項(xiàng)目800MW240MW/480MWh3028月15日國家電投札達(dá)光伏儲能項(xiàng)目20MW4MW/20MWh2058月15日國家電投八宿邦達(dá)二期光伏儲能項(xiàng)目20MW4MW/20MWh2058月19日國家電投新疆光伏儲能項(xiàng)目子包130MW/90MWH38月29日三峽西藏昌都市光儲30MW7.5MW30MWH2548月22日國家能源集團(tuán)國華新疆風(fēng)電儲能項(xiàng)目200MW50MW/200MWh254新能源儲能發(fā)展趨勢：長時(shí)儲能發(fā)電用電儲能波動波動功率占比：510202h3h10MW百M(fèi)W大功率長時(shí)儲能需求趨勢！儲能時(shí)長：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)電芯大功率長時(shí)儲能面臨的挑戰(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)對流程及日參演練核心數(shù)據(jù)采集儲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！

我放完了大功率長時(shí)儲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③

高穿問題④

電芯數(shù)量巨大，失效概率上升S3液冷儲能系統(tǒng)長時(shí)間儲能解決方案-科華S3液冷儲能系統(tǒng)S3液冷Saf安e全tySimple精簡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液冷儲能系統(tǒng)液冷電池模塊電池PACK一簇一充放簇級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液冷儲能系統(tǒng)特點(diǎn)安全3簇級DCDC控制，降低短路電流風(fēng)險(xiǎn)簇級絕緣監(jiān)測及隔離PCAK級開始的三級消防設(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)動設(shè)計(jì)、布線傳統(tǒng)多簇并聯(lián)絕緣檢測難題！S3液冷儲能系統(tǒng)特點(diǎn)精簡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)場安裝工作靈活拼接方便運(yùn)輸（高、重？）柜內(nèi)無現(xiàn)場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液冷儲能系統(tǒng)特點(diǎn)智能3BMS/DCDC/PCS/液冷/消防/EMS多級聯(lián)動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隔離科華三級消防全氟己酮123效果環(huán)保壽命可靠性成本液冷優(yōu)勢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，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