儲能作為近幾年的熱議話題,隨著能源短缺以及政策導向,這兩年儲能市場得到了爆發式增長,作為與電池密不可分的應用,隨著市場需求的提升,對于充電技術、電池能量密度與安全也提出了更高的要求。本章簡要介紹儲能的應用場景,著重介紹微網與儲能,同時引入適用的產品系列,供設計人員參考。
01
儲能十大應用場景
- 5G基站+儲能,在積極適應5G網絡新業務要求,助力能源結構轉型的背景下,“通信儲能鋰電化,鋰電智能化”成為大勢所趨。
- 數據中心+儲能,儲能系統接入數據中心,可增強數據中心的供電可靠性,防止偶然斷電導致數據丟失。儲能系統通過削峰填谷、容量調配等機制,提升數據中心電力運營的經濟性,低碳節能
- 城際軌道交通+飛輪儲能,城市軌道交通車站間距短,列車頻繁啟動、制動,在運營過程中可以說是“用電大戶”。列車在制動(也就是人們常說的“剎車”)過程中會產生數量可觀的能量,具有回收利用價值。
- 光儲充電站,儲能的加入一方面可幫助光伏在應用過程中解決一部分發電冗余和并網問題,另一方面可發揮組合優勢,帶動光伏、儲能、充電樁多向發展。
- 零碳智慧園區+儲能,工廠園區面積大,機柜、機房等設備較多,所以用電具有用電功率大、長時間高負荷、設備能耗大等特點,且我國工業園區有較高的電價差,適用于儲能項目的峰谷套利。
- 醫院+儲能備用電源,由于醫院為生命服務的特殊性,手術室、病房、搶救室等等,醫院的每一個角落都是生命的通道,絕不能出任何運行問題。儲能項目可以充當UPS(不間斷電源)的功能保證醫院重要負荷不斷電,為醫院平穩運營提供堅實的電力保障。
- 石油+儲能,由于試油氣隊野外作業,主要靠柴油發電機供電,無可靠固定、可連續供電的經濟型電源。采用性價比高的鋰電池儲能系統來解決供電不連續、用電瓶頸等問題。
- 微電網+儲能,微電網,也被稱為分布式能源孤島系統,將發電機、負荷、儲能裝置及控制裝置等系統地結合在一起,形成一個單一可控的單元,同時向用戶供給電能和熱能。
- 風光+儲能,前面說的都是用電側的儲能,而在發電側,新能源發電配儲比例逐步增加,有些地區強制配儲能,也為共享儲能等模式開辟了發展的道路。
- 電網+共享儲能,電網側儲能接入輸電網或配電網,由電網公司統一調度,能夠獨立參與電網的調節,電網調峰儲能系統通過高儲低放實現調峰調頻,保證電網穩定。同時,還能夠提升電網的輸送能力,緩解阻塞,還能當故障緊急備用電源。
02
微網+儲能
光伏微網
結構相對簡單一些,光伏電池產生直流電,通過逆變器轉換成所需的市電,通常為220Vac或380Vac,微逆變功率通常在1-7.5kw,作為一個分布式能源孤島,通常發電為自用。
光伏微網+儲能
儲能電池的引入使得微網系統可靠穩定運行得到充分保障,也能最大限度減少柴油的消耗,實現清潔能源的目的。
儲能電池的引入需要配置充放電電源,充電為AC/DC,放電為DC/AC,即電池電壓直接放電逆變道電網側。
另外一種微網儲能系統會把電池低壓轉化為直流高壓,即與逆變器直流母線端連接,電池電壓通常在24-96Vdc,母線電壓在400Vdc。
逆變器結構拓撲常見的為原邊LLC全橋,副邊全橋整流,副邊可以采用二極管整流,也可以適用MOSFET或IGBT,在提高效率的同時可以實現雙向充放電。
適用的產品系列
功率器件:
針對于逆變器有650V MOSFET與IGBT,電池充放電可以使用低壓100-200V MOSFET,該電壓范圍有溝槽工藝以及超級結產品。
驅動產品
主打低邊非隔離驅動,電流范圍1.5-30A,產品系列為IX4340/IXD_600以及碳化硅驅動IC IX4351.
浪涌防護
在之前文章光伏逆變器解決方案里面有提及過光伏保險絲以及防雷保護,其中壓敏電阻Xtreme以及M3為高能量密度新產品,可以帶來更好防護更小的尺寸設計,這里不再重點介紹,感興趣的可以在公眾號翻閱。
低壓保險絲
456SDE系列交流250Vac,直流80Vdc,額定電流范圍40-60A,可以作為低壓電池輸入保護,也可以用于交流大電流場合。
881系列作為板載式產品,電壓100Vdc,60-100A電流范圍,新產品最大可以達到125A的額定電流,可以用在低壓電池輸入端作為過流保護。
螺栓型保險絲Mega 998系列,可以用于配電盒,直流電壓70V,電流范圍60-500A。
以上幾款低壓保險絲廣泛應用于儲能領域,有興趣的可以做具體了解
機械開關
點觸、按鈕、旋鈕、撥桿等機械式開關產品系列比較齊全,這是繼現有保護、功率與傳感三大品類器件后又擴充的產品線。
不管是微網儲能還是工商業儲能,實際涉及到的結構拓撲差別不是很大,隨著功率的增加,相應的電壓也會提升,從而減小對于功率器件與保護器件的工作電流要求,相應的產品系列也隨之改變。儲能行業已經站在風口,未來可期。
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