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1500V直流系统在大型储能电站中的应用

作者:姜华 来源:储能设计 发布时间:2021-10-22 浏览:

近日,华为数字能源签约沙特红海新城1.3GWh储能电站项目引发广泛关注;在国内,三峡乌兰察布1.1GWh风光储一体化项目建设也如火如荼,山东、山西、安徽、内蒙、湖北等多个地区的百MWh及以上的集中式共享储能电站或一体化项目也纷纷落地。与此同时,以1500V直流系统为代表的储能新技术也成为市场的热点,两者的相遇将会碰撞出怎样的火花?

什么是大型储能电站

根据国标《电化学储能电站设计规范》(GB51048-2014),大型储能电站定义为功率30MW且能量30MWh及以上的储能电站。近两年特别是今年以来,随着各地集中式共享储能和风光储等一体化项目的迅猛发展,大家对大型储能电站的规模也有一个更高的预期,以近日湖北省能源局发布的2021年平价新能源项目为例,文件规定集中共享储能电站的规模不低于50MW/100MWh。结合近期各地储能的建设规模,文中大型储能电站指能量100MWh及以上的储能电站。

大型储能电站的特点

近期落地大型储能电站主要为集中式共享储能和风光储等一体化项目,类比同规模分散布置的储能电站,通过集约化的建设运维,对站址、配电设施、控制设施、给排水设施、生活设施等进行共用,并通过集中的运维管理,使得大型储能电站具有综合成本低、易于运维管理、便于调度控制、实现功能丰富等优点。

随着储能商业化进程的加快,储能电站面临着持续的降本增效的需求,需要对占地面积、建设成本、综合效率等指标进一步优化提升,降低全寿命周期成本,常规1000V直流系统技术参数的一些弊端渐渐显现。

1500V直流系统的应用

1500V直流系统在光伏项目中率先得到广泛应用,通过功率密度的提升,有效提升了光伏电站的综合技术经济效益。随着1500V直流系统在储能领域的推广,储能行业也面临着技术的迭代变革。

目前,包括宁德时代、阳光、华为、比亚迪、远景、平高、科华、上能等厂家均推出1500V直流系统解决方案,并在三峡乌兰察布、山东庆云等多个在建大型储能电站得到应用。

相对常规1000V直流系统,1500V直流系统极大的提升了储能变流器的功率及电池舱的能量密度。下表针对两种技术路线,对主流厂家的储能变流器和电池舱主要技术参数对比。

可以看出,1500V直流系统储能变流器容量从630kW提高到1725kW,同时随着直流侧电压的提高,电池舱电芯串联数量及电池簇数量的增加,电池舱能量密度极大的提升。以单台步入式电池舱为例,直流侧输出能量可从2.5MWh左右提升至3.6MWh左右,能量密度提升44%左右。同时,由于能量密度的提高,同规模储能电站可减少BMS、舱体及舱内辅助设备的投资,并节省占地面积,降低土建和安装成本。此外,由于设备的减少以及直流电压的提高,可降低全站充放电损耗和站用电损耗,从而提升整站的综合效率。

随着新能源为主体的新型电力系统的推进,储能将在构建源网荷储的电力系统中发挥重要作用,相比分散式储能,大型储能电站具有显著的优势,而1500V直流系统是目前适应大型储能电站发展的关键技术,将是推动储能实现规模化发展直至全面市场化的重要技术之一。

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关键字:储能设计

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