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开创大容量储能电站设计先河
通俗来讲,储能电站的作用就是在用电低谷期储存富裕电能,用电高峰期输出电能使用,减少电能浪费。
储能电站由储能电池、储能逆变器(PCS)、电池管理系统(BMS)、汇流变压器、升压(主)变压器、高压配电装置等设备组成。充电时,系统将电能通过主变压器、汇流变压器、储能变流器将交流电转化为直流电,将电能储存在电解液内。放电时,将直流电经过储能变流器转化为交流电,再经汇流变压器、主变压器输送到电网。
经过深入研究,东北院成功掌握了液流电池储能电站设计技术。所设计的液流电池储能系统由电堆、电解质溶液、电解质溶液储液罐、磁力泵、制冷机、过滤器、蝶阀及相关的管路等组成。其中,电池管理系统既需要对电池单体电压、温度、告警等信号进行在线监测,还需要利用监测数据对PCS实施闭环控制,数据量大。
项目设计中,单体蓄电池容量为33千瓦,采用8串2并和8串3并的接线方案组成500千瓦和800千瓦两种规格的储能电池组,每个储能电池组配置一个500千瓦或800千瓦PCS。4台500千瓦或800千瓦PCS接入1台2500千伏安或4000千伏安低压侧四分裂的储能变压器,每12台或9台储能变压器串联组成24兆瓦或28兆瓦储能单元,每个24兆瓦或28兆瓦储能单元经1条集电线路最终接入变电站。
有效提高电网调峰能力
目前,辽宁水电、抽蓄等调峰电源为7.0%,大连电网中水电等调峰电源比重更低,仅占0.1%。由于地处高寒地区,调峰能力差的集中供热机组比例呈逐年增加趋势,受冬季供热和厂房保温等因素影响,电网调峰问题越来越突出。
电池储能电站具有削峰填谷的双重功效,是不可多得的调峰电源。“大连液流电池储能电站项目规模大,建成后可以有效缓解辽宁尤其是大连电网调峰压力,开发建设十分必要。”李岩山介绍说。
与风电相比,电池储能电站的快速响应和灵活性能够弥补风电的不连续性和间歇性,大幅提升电网对风电的接纳能力。
不仅如此,电池储能站可为重要负荷提供不间断供电,并作为区域火电机组黑启动的辅助电源。同时,由于电池储能电站跟踪负荷变化的能力强,可充分发挥调峰填谷双倍解决系统峰谷差的运行特性,降低火电调峰率,有效改善火电机组的运行条件,延长机组使用寿命,减少燃料消耗。
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