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光伏+储能,储能系统该怎么选?
2022-10-25

  在碳达峰、碳中和目标要求下,我国新能源比例不断上升, “光伏+储能”已成为越来越多光伏开发的标配,搭配储能将为光伏带来长期可持续的发展动力。那么,储能都有哪些应用场景,光伏+储能如何选择合适的方案,光储系统如何高效运行?本文摩臣5将进行逐一介绍。


  1、储能典型的应用场景有哪些?


  储能是指通过介质或设备把能量存储起来,在需要时再释放的过程。传统的储能技术按照类型来分主要分为机械储能、电化学储能、化学储能、电磁储能、热储能等。目前应用较多的是机械储能和电化学储能。



  摩臣5以电化学储能为例,按照在电力系统中的安装位置划分,储能的应用场景可以大致分为发电侧储能、电网侧储能和用户侧储能三大场景。即发电侧、电网侧、用户侧。


储能场景应用示意图


  发电侧储能电站


  发电侧储能电站主要应用场景又包括可再生能源平滑出力、促进新能源消纳、调频辅助服务等。


储能参与AGC调频服务示意图


  电网侧储能电站


  电网侧储能电站主要应用场景包括电网保供电、电网调峰、延缓电网改造升级、电网末端电压支撑和提供无功补偿等。


储能电网侧应用场景


  用户侧储能电站


  用户侧储能应用场景比较常见,主要应用场景包括大用户峰谷差套利、促进分布式能源消纳、提升用能质量和参与需求响应等。


  01 峰谷套利

  大用户峰谷差套利在电价低谷时期吸收多余的电能进行储存,当电价较高时释放,利用峰谷电价差实现用户侧的盈利。


  02 促进消纳

  促进分布式能源消纳微电网系统中有较大比例的分布式新能源电源,配置储能系统可以调节发电与负荷之间的平衡,最大化地利用可再生能源。


  03 提升用能质量

  提升用能质量储能可以通过电力电子器件的控制,利用储能冗余容量治理生产过程中出现的功率因数低、 电压不平衡等电能质量问题。


  04 参与需求响应

  需求响应储能系统通过高储低放参与需求响应,获得补贴或优惠电价。


摩臣5用户侧储能案例


2、光伏+储能典型系统方案有哪些?


  摩臣5以光伏+储能的场景为例,目前市场上光储融合方案主要有交流侧耦合方案和直流侧耦合方案。


  交流侧耦合方案


  交流侧耦合方案指光伏和储能在交流侧连接,储能系统可以接入低压侧,也可以集中接入10 kV ~35kV母线。该方案一般适用于较大型光储电站,储能系统集中布局,易于运行管理和电网调度。


光储交流耦合接线示意图直流侧耦合方案


  直流侧耦合方案指储能系统接入直流侧,两个系统之间功率转换环节少,能量损耗低,设备投资少。该方案一般适用于中小型储能系统,系统中的光伏逆变器需要预留储能接口。


光储直流耦合接线示意图


3、光储系统如何高效运行管理?


  从应用场景、到方案选择再到系统集成,光储能电站生命周期内安全运行、收益最优化还与整个系统的控制运行管理息息相关。


  相较于传统的电站经济性调度模式而言,光储发电系统在进行调度的时候,需要充分考虑到光伏、储能电池、PCS的有效管理问题,这样才能提高整个光储电站运行的安全性和经济性。


  以平抑光伏系统波动性为例,储能系统可以基于光伏发电的光伏输出平滑控制,设置平滑率参数,EMS系统以平滑率参数为控制目标,对储能系统进行快速充放电控制,使发电系统的输出功率在设定的变化率范围内。


  EMS系统基于光伏功率预测及储能毫秒级响应特性,对光伏系统实现平滑控制,减少对电网的冲击,提高电网运行稳定性和可靠性。同时, 在BMS、PCS与EMS各个层级之间构建毫秒级快速联动机制,最大程度地保护电池及整个系统的安全。


摩臣5能源管理界面


  结语:


  虽然能源圈早就公认“储能是解决光伏、风电等新能源间歇性及波动性,促进消纳、减少弃风、弃光的重要手段”,全面平价时代的临近也让这种优势更加凸显,但由于成本的限制导致其一直发展缓慢。储能要想完成从“锦上添花”到“市场刚需”的华丽转变,不仅需要更加清晰有力的政策支持,同时也要通过技术和产品创新来推动行业自身发展蜕变。


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