电力储能基本概念误区解析
国标《电力储能系统术语》(GB42313-2023)和行标《电力储能基本术语》(DL/T2528-2022)(以下简称“术语标准”)已正式实施,术语标准作为最基础的规范,通过术语的定义促进政策、标准以及产业链的规范化建设。
电力储能行业用语千差万别,行业主要传承于电动汽车行业以及约定俗成的用法,同一事物的不同叫法,给行业的理解带来偏差,也给行业带来诸多乱象,特别是规模、效率、寿命等关键性能指标,打擦边球现象层出不穷。
本文结合术语标准对行业常见的几个概念误区进行解析:
1、储能单元定义。以往国标、行标中一般定义储能单元由电池、储能变流器和电池管理系统组成;术语标准将变压器及开关柜等辅助设备也纳入到储能单元的范畴,从而适应中大型储能电站集中式、组串式储能单元采用就地变压器进行就地变压的技术路线。
2、能量存储设备基本概念。电芯、电池PACK、电池模块、电池模组、电池簇、电池堆等是目前能量存储设备通俗的叫法,术语标准重新进行了定义,能量存储设备主要定义为:电池单体(电芯)、电池模块(电池PACK、电池模组)、电池簇、电池阵列(电池堆)。
3、技术路线基本概念。行业通常按照技术路线的不同将储能分为物理储能、电化学储能、电磁储能、 热储能、氢储能等类别,例如常规叫法将超级电容器储能和超导储能称之为电磁储能,术语标准将之纳入到物理储能范畴。按照术语标准,电化学储能包括锂离子电池储能、铅酸/铅炭电池储能、液流电池储能、钠离子电池储能、钠硫电池储能、燃料电池储能等;物理储能包括压缩空气储能、飞轮储能、超级电容器储能、超导电磁储能、储热、抽水蓄能等。
4、能量和容量定义:能量和容量的错误使用比较普遍,例如《电化学储能电站设计规范》(GB51048-2014)适用范围为“功率500kW且容量为500kWh及以上的电化学储能电站”,“容量”在此处用词有误。电池单体一般经过串并联后接入储能变流器直流侧,容量决定电池充放电电流的最大值,以280Ah磷酸铁锂电池单体为例,280Ah衡量单位是额定容量;能量取决于电压和容量,额定容量280Ah的电池单体额定能量为896Wh。
5、储能电站装机容量定义。发变配电工程通常采用功率作为衡量项目规模的单位,储能电站同时存在功率单元和能量单元,术语标准用“储能电站装机容量”衡量储能电站的充放电能力,单位一般为kW/kWh、MW/MWh等,包括额定充电功率/额定充电能量和额定放电功率/额定放电能量。以额定放电功率/额定放电能量为例,额定放电功率指全寿命周期内,可持续稳定向电力系统输出的有功功率;额定放电能量指全寿命周期内均能满足的,在并网点处以额定放电功率,可持续向稳定向电力系统输出的电能量。额定放电能量关键词是“全寿命周期”、“并网点”和“额定放电功率”,考虑到电池的衰减、效率、放电截止电压等因素,实际配置的电池单体能量需进行“超配”。
6、储能电站能量效率定义。储能电站效率考核点、考核周期、辅助用电等因素的不同,造成储能电站效率的巨大差异。术语标准定义储能电站能量效率为“在规定条件下,以额定功率进行一次充放电循环,储能电站在并网点处放电能量与充电能量的比值”,以一座100MW/200MWh储能电站采用220kV并网为例,储能电站能量效率考核点储能电站220kV并网点。
术语标准通过对储能领域的基本概念进行规定和澄清,规范行业用词,避免歧义和误解,减少行业乱象,并为后续标准体系建设规范术语,促进储能行业健康规范化发展。