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LS能源技术白皮书:储能用组串逆变器的未来

作者:中国储能网新闻中心 来源:CLEANdata译 发布时间:2022-01-06 浏览:

中国储能网讯:全球能源市场欣欣向荣

据伍德·麦肯齐电力和可再生能源公司的数据,电网规模的储能安装预计在未来6年将增长13倍,从2018年的累计7GW/12GWh增加到2024年的63GW/158GWh。逆变器是独立储能系统和混合储能系统所提供智慧服务中的一个关键部分,这使它们成为储能项目中需要考虑的最重要因素之一。

有着巨大的机会的市场同样带来了竞争和无情的价格压力,特别是对公用事业规模的储能开发商而言。伍德·麦肯齐预测,交钥匙储能系统价格将进入新一轮的下降周期,2017年到2022年价格预计每年降幅为8%,虽较2017年之前的价格下降速度有所减缓,但降幅仍大于每年太阳能光伏系统的价格下降。

与此同时,逆变器被要求提供更高的可靠性和为更广泛的电网服务——特别是分布式商业和工业安装,以及越来越多的微电网应用。

面临这些潜在的冲突需求中的少部分逆变器制造商正在将他们的重点从集中逆变器转向组串架构,这将允许对电池系统中的每个单元进行更细粒度的控制和优化。

太阳能发电市场已经悄然发生了变化。组串逆变器在太阳能市场上增多,三相组串逆变器是全球15MW以下规模项目中最受欢迎的选择。对于更大规模项目,分布式集中逆变器,也被称为集中式组串逆变器,正变得越来越流行。由于储能需要管理复杂的充放电周期和电网服务,相比独立的太阳能项目而言,电池储能系统中组串式逆变器更具优势。

LS能源解决方案的PowerBRiC(双向、弹性、智能、转换器)作为一类模块化的组串逆变器模组,提供了关于行业如何创新以应对管理多种功能应用需求的储能系统挑战的案例。PowerBRiC通过将模块化的灵活性与组串体系结构的智能和自主性结合,设计以最小化成本为广大客户提供最大化价值。

PowerBRiC技术的发展路径

LS能源解决方案在储能逆变器市场的成长道路不同于从太阳能行业进入储能领域的那些逆变器制造商。早在储能市场成熟之前,LS能源解决方案公司——当时的ParkerEGT公司——一直为工业电机控制系统制造逆变器,这需要高水平的可靠性以及安全性,以及针对不同终端用途的应用程序的定制能力,如钢铁加工与汽车装配。

ParkerEGT从汽车和数据服务器行业获得了灵感,开始开发一种模块化逆变器,以确保在最大正常运行时间的同时满足广泛应用的需求。这就是在2004年被称为“刀锋猎人”的项目。该项目计划为工业客户提供易于维护和高可靠的汽车或数据中心,在一个零件故障的情况下,系统仍然可以继续操作,现场技术人员可以迅速更换故障零件而不需要等到工程师来维修。

随着ParkerEGT在2008年转向公用事业规模的储能应用,对可靠性的需求得到进一步提高。储能业主与电网运营商签订合同,以保障在特定时间提供能源或其他电网服务的可用性,这同时意味着他们要需要承担意外停机时间的责任。对于系统运行冗余的高度重视,进一步推动ParkerEGT专注于模块化的组串逆变器产品。2018年,ParkerEGT被LS工业系统公司(LSIS)收购,这是一家从韩国电子集团LG剥离出来的价值数十亿美元的工业和公用事业能源基础设施公司,成立了LS能源解决方案公司。通过此次收购,LS能源解决方案进行了几次协同改进,并获得了LSIS额外的研发资源和广泛的供应链网络,进一步支持了持续开发PowerBRiC的先进功能和降低成本的愿景。

模块化设计最小化成本

PowerBRiC是一个125kVA的自主的组串逆变器,可以作为一个独立的组串逆变器运行或被打包为一个“集中式组串逆变器”方案。PowerBRiC可适应直流200(降容)~1500V以及交流380~690V这样很宽的工作范围,在绝大部分规模和配置下兼容几乎所有的直流储能和发电技术。

得益于模块化的灵活性,方案可以通过配置正确大小的逆变器以及特定应用的电池安装来节省成本。例如,选择集中式逆变器的研发人员有时候不得不选择容量偏大的逆变器以达到所需的功率。类似情况,希望同时提供多种电网服务的储能业主可能需要在给定储能技术时额外安装一部分单元。

如果运营商想同时提供能源和功率服务,PowerBRiC系统可以通过125kVA模块数量调整大小,实现更精确地为特定应用提供最佳的功率能量比率。

在电网中,它可以结合不同类型的储能技术——例如,电池和超级电容——来更经济有效的满足需求,而不仅仅是增加更多的电池。在这两种情况下,模块化的PowerBRiC架构都可以减少多余的成本,提高项目的经济性。

PowerBRiC的模块化设计和LS能源解决方案供应链的结合,通过尽可能使用现有元件将成本降至最低。特别是与集中逆变器相比,PowerBRiC模块的断路器和熔断器等分支电路保护元件具有更低的成本和更短的货期。这些类型的元件使用也更为广泛,特别是在海外和偏远地区包括微电网的设备中。

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关键字:储能逆变器

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