储能高压级联放量
高压级联储能方案在多方面具有优势,级联电池储能系统因其单机大容量和高效率的优势,在大容量应用中受到广泛关注。
①高压级联储能系统能够直接输出6kV/10kV,无需经过变压器,不仅减小系统损耗,提高效率,还减少了储能系统的占地面积,降低了土地建设施工成本,提高了单位建设面积的能量密度。
②此外,在这种拓扑结构下,储能系统能够最大限度的减少或消除电池簇的并联情况,使得各个电池簇之间相互独立,减少或消除电池单体和电池簇的环流现象,削弱了储能系统中电池一致性导致的问题,提高电池系统的循环寿命、降低了生产运行的安全风险。
③高压级联储能系统每三相为一组控制单元,不存在储能系统需要根据并联储能单元性能的差异进行协调后再响应,缩短了储能系统的响应时间。
④高压级联的拓扑结构在低压直流侧可以减少开关损耗,进一步提高系统效率;而且低压侧的电子元件所需电流及高压侧的电力元件所需耐压等级均明显降低,有利于提高系统的稳定性。
高压级联方案有望在储能逐步得到应用。
级联电池储能系统因其单机大容量和高效率的优势,在数十和数百 MW 的大容量应用中受到广泛关注。在损耗与热管理方面优于目前通用的低压并联集成方式。高压级联的方案主要包括电池损耗与变流器损耗,以目前的技术水平,锂电池的充放电效率大多为 94%-97%,平均单次充电或者放电的能量损失为 1.5-3%,变流器效率达到 99%,能量损耗达到 1%。当前普遍应用的低压并联方案,储能电池直接连接到 DC/AC 变换器的直流侧,再通过升压变压器转成高压输入电网。直流侧电池的电压限制,交流侧出口电压一般在 400V 左右,目前新的 1500V PCS 尽管能够支持直流侧电压升至 1500V,相应的交流侧电压在 700V 左右,但仍需要经过升压变压器才能接入中高压电网,而并联多台升压变压器会进一步增加了系统的损耗以及整个储能电站设备的成本与占地面积。由于并联多个储能系统,并联的多组 PCS 之间的相互协调会占用部分系统资源,并联的 PCS 越多,系统的响应时间越长。
图表 1:低压并联系统拓扑结构图
图表 2 高压级联系统拓扑结构图
目前储能仍然处于发展早期阶段,业主配储通常将其作为成本项目,并未充分考虑方案的性价比,早期项目通常采用大规模普及的成熟方案,我们认为随着储能机制的逐步理顺,根据优势和性价比的高压方案会逐步推向市场。