怎样才能最大限度地发挥能量储备的价值呢?

星期二,20/02/2018 - 12:55


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迈克尔·利珀特,公司的业务发展经理帅福得该公司的交通、电信和电网(TTG)部门。

可再生能源工厂和公用事业运营商面临的一个亚博返水比例关键挑战是选择锂离子(Li-ion)储能系统的最佳尺寸,以实现最大的运营效益和财务效益。这是因为ESS可以有几个不同的角色:控制斜坡速率;权力平滑;力量塑造/转移;调峰;频率调节。只有了解其所需的角色和每个站点的具体情况,我们才能指定适合该工作的ESS。

制定能源管理战略

ESS必须被视为整个系统的一部分,而不是一个独立的组件。环境的不同方面可以对其整个生命周期成本产生重大影响,这是由其资本成本、维护和运营成本以及削减和中断成本构成的。

为ESS寻找最佳尺寸需要开发能源管理系统(EMS),这本身需要大量的投入(见下图)。

开发能源管理系统需要大量投入。

第一组输入是特定于站点的。其中包括电网法规和地方立法的限制,以及风能或太阳能输出的实测数据。重要的是要使用几个月(理想情况下是一整年)实际地点的高分辨率调查结果来反映季节变化。

第二组输入是客户对电厂功率输出的目标——基本上是运行模式,它可以包括上面解释的一个或多个角色。这些输入还必须包括精确的技术参数和限制,如所需的斜坡速率、电网连接点的最大功率、频率支持等。此外,经济变量,如工厂的薪酬方案,必须是已知的,包括中断成本,偏离规范的惩罚,等等。

ESS制造商还将贡献其对储能技术的理解,包括能量、充放电功率容量和老化对电池电化学的影响。

结合建模,这些因素决定了成本构成,包括运营收入和平衡生命周期成本、资产生命周期、运营成本和资本支出成本的惩罚。

通过建模找到最佳点

建模是一个迭代过程,从ESS规范的第一次评估开始。它计算生命周期成本和营业收入。通过一系列不同尺寸的重复操作,可以确定最佳位置,在整个安装周期内,作业者可以找到收入和成本之间的最佳平衡。

建模的核心是算法,与电池管理系统在现场使用的算法相同。它将ESS的性能模拟到单个电池的水平,考虑到电学和热学性能以及电化学老化

ESS规模越小,资本成本越低,但也可能导致收入减少、罚金增多、对电网法规的遵从度降低,或者更多的削减损失。它还将改变系统的运行寿命。

实地经验的价值

现场经验表明,有许多因素可以导致锂离子ESS的高性能和可预测的长寿命。

良好的热管理是最重要的因素,确保整个ESS的温度是一致的。通过最小化温度变化,细胞和模块经历恒定的老化速率。反过来,这允许精确预测电池的性能在其生命周期。

其他重要方面是确保准确测量荷电状态(SOC),良好的荷电状态管理,并确保电池系统本身以及功率转换器和辅助系统(如冷却装置)的高能效。

这些措施共同延长了ESS的使用寿命,提高了性能,并优化了总拥有成本。

通过考虑实际操作中的许多变量,并将其集成到我们自己的EMS和建模中,Saft设计了ESS装置,为许多可再生能源应用进行了优化,如上述两个例子所示。亚博返水比例

9 MWh ESS La Réunion

安装在印度洋留尼汪岛Bardzour的9 MWp光伏电站的ESS(见图2)提供功率整形,以恒定的电厂峰值功率容量的40%向电网注入电力。它还提供了高达15分钟的峰值功率10%的初级储备,并提供电压支持。

留尼汪岛上的巴尔佐光伏电站。

建模确定了ESS的最佳尺寸为9 MWh储能容量,采用9个集装箱系统的形式。

优化法罗群岛的风力发电

法罗群岛公用事业公司SEV已委托欧洲首个完全商业化的锂离子ESS与一个风力发电场联合运行。这个2.3兆瓦、700千瓦时的集装箱解决方案有助于保持电网稳定,使岛民能够充分利用他们新的12mw Húsahagi风电场的潜力。

SEV已经部署了一个2.3 MW的ESS来维持法罗群岛的电网稳定。

SEV的主要目标是克服短期变化,持续几秒到几分钟,这是由风力发电的变化性质造成的。采用简化模型计算功率和能量,在风电场水平进行平滑处理。最关键的要求是实现斜坡控制,以确保风力涡轮机和连接点(POC)的电池的综合功率流的变化不超过1mw。

经验教训和结论

发电厂的业主和经营者需要完全相信他们的ESS是一致的和可预测的。为了实现这一目标,必须认识到以下几个关键因素:

  • 操作概要是复杂和多功能的
  • 分级是一个迭代的优化过程
  • 系统性能依赖于一致的、可预测的ESS性能