Under den globale klimakrise er det at erstatte fossile brændstoffer med ren energi blevet den grundlæggende vej for menneskeheden for at nå kulstofneutralitetsmål. Men med den kontinuerlige stigning i andelen af ustabil vind og solenergi, der er forbundet til elnettet, udgør det enorme udfordringer for den stabile drift af elnettet. Energilagringsteknologi løser problemet med rumlig og tidsmæssig ubalance inden for vind og solenergi, sikrer sikker og stabil drift af strømnettet og danner en ny type kraftsystem med den grundlæggende struktur i "kildegitterbelastningsopbevaring" og bliver en vigtig støtte til menneskeheden for at opnå bæredygtige energiløsninger.
Når man ser frem til energilagringsindustrien i 2025, er den kontinuerlige fremkomst af systemintegrationsløsninger hovedtemaet, der løber gennem både brugersiden og kildenetværkssiden. Sådan integreres nøglekomponenter såsom batteripakker, energilagringskonvertere (PCS), batteristyringssystemer (BMS) og energistyringssystemer (EMS) gennem effektive løsninger til at maksimere systemøkonomi og sikkerhed er blevet det første princip i industriens udvikling. Den komplekse produktform for energilagring kombineret med komplekse applikationstilstande har lagt grundlaget for Integration Technology Revolution. Så spørgsmålet er, hvilken slags integrationsrute skal vælges til forskellige applikationsscenarier nu? Hvor vil den fremtidige teknologiske køreplan gå?
1. første generation af energilagringsintegration: Centraliseret løsning
Centraliseret energilagring er den første generation af mainstream -integrationsrute i branchen, der forbinder flere batteriklynger parallelt på DC -siden og danner en batteribeholder med BMS, temperaturstyringssystem, automatisk brandbeskyttelsessystem og AC/DC -distributionsenhed. På samme tid, i sektionen om konverter og boost, kombineres pc'erne og transformeren til en effektbeholder, og de to containere er forbundet med et DC -kabel.
På grund af fordelene ved lave omkostninger og lavteknologisk tærskel besatte det hurtigt energilagringsmarkedet og blev den første generation af mainstream energilagringsintegrationsrute, hovedsageligt målrettet mod store energilagringseffektstationer på kildegitteret.
Efter et stort antal gitterforbundne operationer står centraliserede løsninger også over for adskillige problemer. Vi er nødt til at forstærke et koncept her, de fulde livscykluselektricitetsomkostninger, der er påvirket af to kernefaktorer: de fulde livscyklusinvesteringsomkostninger og den fulde livscykluselektricitetskapacitet. Det største problem med centraliserede løsninger er manglende evne til at opnå optimal fuldt livscykluskraft gennemstrømningskapacitet.
Efter parallel forbindelse af batterier på DC -siden på grund af forskellene i elektrisk ydelse mellem forskellige batterier er hvert batteri muligvis ikke fuldt opladet eller udledt, hvilket også kan forårsage alvorlige cirkulationsproblemer. For at undgå systemsikkerhedsproblemer forårsaget af cirkulation vil en margin på 10% reserveres under opladning og afladning, hvilket reducerer opbevarings- og udladningsdybden. Med hensyn til design af varmeafledning bruger containere normalt 1-2 centraliserede klimaanlæg og kræver længere luftkanaler, hvilket resulterer i lav kølingseffektivitet og store temperaturforskelle inde i beholderen. Dette forværrer inkonsekvensen af battericeller og reducerer antallet af systemcyklusser. For konverteringsprocessen er der mange batteriklynger, der er forbundet til en enkelt pc'er, og når en fejl opstår, er kapacitetstabet betydningsfuldt, hvilket påvirker systemeffektiviteten. Reduktionen i den fulde livscykluskraft gennemstrømningskapacitet betyder, at centraliserede løsninger kun kan opretholde god økonomisk effektivitet gennem omkostningsreduktion. Omkostningsreduktion bringer dog også flere sikkerhedsproblemer. Indtil videre har de fleste energilagringseffektstationer, der har stødt på sikkerhedsproblemer, også vedtaget centraliserede løsninger. På samme tid fra perspektivet af drift og vedligeholdelse har store præfabrikerede kabineenheder et stort område, har dårlig fleksibilitet, understøtter ikke blandingen af nye og gamle batterier og har svært ved at genopfylde effekten. Disse problemer vil gradvist blive tydelige i den senere driftsproces.
På dette tidspunkt forfølger energilagringsindustrien stadig de optimale investeringsomkostninger, og omkostningsreduktion er kernefaktoren for teknisk overvejelse. Årsagerne bag dette er todelt: for det første den uklare profitmodel for energilagring, og for det andet, at de fleste projekter er ny energidistribution og opbevaring, og mange kraftværker er rettet mod at nå tilsvarende mål.
2. anden generation af energilagringsintegration: Distribueret løsning
Den vigtigste årsag til den lave effektkapacitet gennem hele livscyklussen for centraliserede opløsninger er faktisk inkonsekvensen af batterikeller. Hvis hver batteripakke ikke nøjagtigt kontrolleres, vil den uundgåeligt føre til et fald i opbevaringsdybde, systemeffektivitet og batterilevetid.
For at løse dette problem tænkte alle på at tilslutte en energioptimering til hvert batterimodul
Batteriklyngen er forbundet til DC -bussen gennem denne energioptimering (DC/DC) og tilsluttes derefter til gitteret gennem PCS, som er en distribueret løsning. Fra centraliseret til distribueret kan hele systemet nøjagtigt kontrollere kraften i hver batteriklynge, løse problemerne med utilstrækkelig opladning, ufuldstændig udladning og cirkulere strøm forårsaget af parallel forbindelse på DC -siden, hvilket forbedrer systemets opbevaring og udladningsdybde og sikrer batteriets levetid. På grund af tilføjelsen af DC/DC-moduler er udstyrsomkostningerne steget, og de to-trins invertere af DC/DC og PCS har reduceret systemcykluseffektiviteten og øget debuggingstid for nettet.
På niveauet for fysisk integration vedtager den distribuerede opløsning stadig containerlayout, som ikke kan opnå fleksibelt udstyrslayout, partitionssikkerhedsisolering og et stort antal batterier, der er forbundet til en enkelt pc'er, og problemet med betydeligt kapacitetstab efter fiasko er ikke blevet løst.
Med fremkomsten af distribuerede løsninger er folk skiftet fra blot at forfølge optimale investeringsomkostninger til at forfølge optimale elektricitetsomkostninger pr. Kilowatt time. Den fulde livscyklus -strøm gennemstrømningskapacitet er blevet stadig vigtigere, og den gradvise afklaring af energilagringsmodeller har også opgraderet industriens efterspørgsel fra "at afslutte distributions- og opbevaringsmål" til "hvordan man tjener overskud gennem energilagringsevne".
3. tredje generation af energilagringsintegration: Distribueret løsning
Uanset om det er en centraliseret eller distribueret løsning, er dens kerne at bruge parallel konvergens på DC -siden og derefter invertere gennem pc'er, hvilket gør beholderen til en nødvendig fysisk form. Det har dog aldrig været i stand til at løse problemerne med lav systemeffektivitet og høje elektricitetsomkostninger gennem hele livscyklussen. På den anden side, med den kontinuerlige stigning i prisforskellen mellem industriel og kommerciel elektricitet og den hurtige stigning i distribuerede fotovoltaiske installationer, er der begyndt at dukke op et stort antal brugersiden. På dette tidspunkt er der et smertepunkt for inkompatibilitet mellem den fysiske form af containere og det komplekse terræn af industrielle og kommercielle planter. Samtidig kan containerbatteriers kapacitet, der let kan nå flere MW, ikke matche den elektricitetsbelastning af brugere. Vi har brug for en mere fleksibel energilagringsintegrationsløsning for at tackle smerterne i brugersiden energilagringssystemer.
Det lille kabinet er blevet den fysiske form for tredje generations energilagringsintegrationsløsning
På grundlag af et lille kabinet, hvis DC -side parallelforbindelsen stadig bruges, er der stadig behov for et stort PCS -skab for at afslutte inverterarbejdet, som involverer to problemer. Den ene er, at pc'er med høj kapacitet besætter et stort område og har høje krav til brugernes websted, som stadig ikke er egnet til mange scenarier; Det andet punkt er, at det i den industrielle og kommercielle sektor, med de kontinuerlige ændringer i brugerelektricitetsbelastning, er nødvendigt at forbedre fleksibiliteten i strømpåfyldning og ekspansionsoperationer. PC'er med stor kapacitet er vanskelige at bevare systemeffektiviteten efter strømpåfyldning og -udvidelse og kan ikke imødekomme brugernes behov med hensyn til fleksibilitet.
Produktsystematisering er blevet kernekonceptet for den tredje generation af energilagringsintegrationsløsning
Derfor har nogle producenter foreslået at bruge meget integrerede batteriklynger, pc'er, BMS og temperaturkontrol brandbeskyttelsessystemer til at skabe integrerede små skabe, hvilket gør produkterne systematiske. Ved at bruge små skabe kan ikke kun begrænsningerne i applikationsscenarier overvindes, men fleksibel ekspansion kan også opnås, hvilket løser problemet med strømpåfyldning. Hvert lille skab styres af uafhængige BMS og PCS, og opbevaringsdybden kan nå 100%. Højdekoordineringen mellem pc'er og batteriklynger har også brudt gennem nye højder i systemeffektivitet.
Distribuerede løsninger har også betydelige gennembrud i sikkerhed, da det fysiske design af små skabe og stigningen i kontrolnøjagtighed gør det muligt for systemet hurtigt og nøjagtigt at lokalisere problematiske batterier i tilfælde af sikkerhedsrisici. På samme tid kontrolleres risikoen for termisk løb også inden for et enkelt skab. Så længe kabinetets brand- og eksplosionsmodstand forbedres, kan påvirkningsområdet reduceres effektivt, hvilket giver brandmænd nok tid til at håndtere brandscenen. Singularity Energy var den første til at foreslå distribuerede løsninger og er nu blevet en stigende enhjørning i branchen. Forskellige producenter har også vedtaget distribuerede integrationsløsninger til nye produkter på brugersiden.
Med fremkomsten af tredjegenerations integrerede løsninger bruges distribuerede energilagringssystemer ikke kun meget på brugersiden, men bruges også ofte i store kilde-netværksprojekter. Stigningen i opbevarings- og afladningskapacitet i fuld livscyklus og udladningskapacitet, sikkerhed og operationel bekvemmelighed, der er anlagt af distribuerede løsninger, har gjort flere og flere ejere og designinstitutter, der er villige til at indføre denne nye model. Selvom det kan medføre nogle indledende investeringsstigninger, er fordelene ved de fulde livscyklus stadig bedre end containerløsninger. At tage Ningxia autonome region, som har den højeste stigning i ny energilagring på kildetilstandssiden i 2024, som et eksempel har vi set den månedlige energilagringsrapport, der blev frigivet af Ningxia Power Grid og besøgt mange lokale energilagringsevne med institutioner. De omfattende udnyttelsestid for kraftværker, der bruger distribuerede løsninger, er i den førende position i den aktuelle måned, og den gennemsnitlige vekselstrøms -konverteringseffektivitet er over 90%. Ifølge feedback fra personale på stedet, EPC og ejeren på grund af brugen af et distribueret system er overvågning blevet mere raffineret, og sikkerhed er blevet forbedret. Faktisk er det ikke nødvendigt at være på stedet personale til at være på vagt på kraftværket og virkelig opnå omfattende online drift og vedligeholdelse.
