儲(chǔ)能基礎(chǔ)知識(shí)

一、概述

根據(jù)國(guó)家能源局發(fā)布的《新型電力系統(tǒng)發(fā)展藍(lán)皮書》，實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，能源是主戰(zhàn)場(chǎng)，電力是主力軍。新型儲(chǔ)能是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，有人說，2022年是新型儲(chǔ)能元年，而2023年，新型儲(chǔ)能在交付量上真正實(shí)現(xiàn)大爆發(fā)，當(dāng)前至2030年是儲(chǔ)能多應(yīng)用場(chǎng)景多技術(shù)路線規(guī)?；l(fā)展的重要階段。

二、儲(chǔ)能定義

 儲(chǔ)能廣義定義：儲(chǔ)能是通過介質(zhì)或設(shè)備把能量存儲(chǔ)起來(lái)，在需要時(shí)再釋放出來(lái)的過程，是一種電網(wǎng)供需平衡技術(shù)。

儲(chǔ)能狹義定義：現(xiàn)在普遍理解的儲(chǔ)能是電儲(chǔ)能，是指將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量（如動(dòng)能、勢(shì)能、化學(xué)能等）儲(chǔ)存至儲(chǔ)能裝置，并在需要時(shí)再釋放成電能。

三、儲(chǔ)能分類

按照能量的儲(chǔ)存方式，儲(chǔ)能可分為機(jī)械儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、熱儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能五類。目前在電力系統(tǒng)的儲(chǔ)能項(xiàng)目中，抽水蓄能仍是主要方式，但以電化學(xué)儲(chǔ)能為代表的多種新型儲(chǔ)能方式正迅猛發(fā)展。

儲(chǔ)能分類示意圖

四、新型儲(chǔ)能

新型儲(chǔ)能主要包括電化學(xué)儲(chǔ)能、熱（冷）儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能和氫（氨）儲(chǔ)能，不同新型儲(chǔ)能技術(shù)內(nèi)在特性不盡相同，各有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用場(chǎng)景。

主要新型儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)比

其中，最引發(fā)熱議且受關(guān)注的便是電化學(xué)儲(chǔ)能。電化學(xué)儲(chǔ)能具備：1、功率范圍較廣 2、能量密度高3、技術(shù)成熟度更高4、適用場(chǎng)景更廣泛 5、安裝更為便捷、6、不受區(qū)位限制等特點(diǎn)，目前正迎來(lái)迅猛發(fā)展，未來(lái)發(fā)展前景廣闊。

五、儲(chǔ)能的應(yīng)用

發(fā)電側(cè)應(yīng)用：主要集中在提升新能源消納，同時(shí)柔化新能源發(fā)電曲線，降低間歇性、波動(dòng)性、隨機(jī)性電源對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

輸配電側(cè)：可細(xì)分為輸電側(cè)和配電測(cè)兩個(gè)方面，在輸電側(cè)配儲(chǔ)有助于提高電網(wǎng)系統(tǒng)效率，移峰填谷、降低電源側(cè)旋轉(zhuǎn)備用與調(diào)頻，同時(shí)可以平衡當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)峰谷，作為局部地區(qū)調(diào)頻資源統(tǒng)一調(diào)度。在配電側(cè)配儲(chǔ)則可以組建風(fēng)光儲(chǔ)充等微電網(wǎng)系統(tǒng)，提高供電可靠性和電能質(zhì)量，維持電壓、頻率在合理范圍,隔離電網(wǎng)沖擊。

用戶側(cè)：可以削峰填谷，減少電費(fèi)，平滑負(fù)荷曲線，降低容量電費(fèi)用，并提供應(yīng)急保電，時(shí)域性負(fù)荷臨時(shí)供電等功能。

六、電化學(xué)儲(chǔ)能的系統(tǒng)組成

完整的電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)主要由電池組、電池管理系統(tǒng)（BMS）、能量管理系統(tǒng)（EMS）、儲(chǔ)能變流器（PCS）以及其他電氣設(shè)備構(gòu)成。

電池管理系統(tǒng) (BMS)

?擔(dān)任感知角色，主要負(fù)責(zé)電池的監(jiān)測(cè)、評(píng)估、保護(hù)以及均衡等；

?BMS是儲(chǔ)能系統(tǒng)的大腦，作為連接電芯和儲(chǔ)能系統(tǒng)/儲(chǔ)能電站的紐帶，可實(shí)現(xiàn)智能化管理及維護(hù)各個(gè)電池單元，主要負(fù)責(zé)電池健康檢測(cè)、評(píng)估及保護(hù)，保證電芯在更安全舒適的環(huán)境下運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)電池一致性動(dòng)態(tài)維護(hù)及環(huán)境溫度精準(zhǔn)調(diào)控。

儲(chǔ)能變流器（PCS）

?擔(dān)任執(zhí)行角色，主要功能為控制儲(chǔ)能電池組的充電和放電過程，進(jìn)行交直流的變換。

?儲(chǔ)能變流器PCS，又稱雙向儲(chǔ)能逆變器，是儲(chǔ)能系統(tǒng)與電網(wǎng)中間實(shí)現(xiàn)電能雙向流動(dòng)的核心部件，用作控制電池的充電和放電過程，進(jìn)行交直流的變換。近年來(lái)，全球儲(chǔ)能市場(chǎng)爆發(fā)，對(duì)PCS的需求增大，國(guó)內(nèi)廠商不斷擴(kuò)大海外市場(chǎng)，對(duì)PCS的研究也成為關(guān)注熱點(diǎn)。

能量控制系統(tǒng)（EMS）

擔(dān)任決策角色，主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和能量調(diào)度等；

能量控制系統(tǒng)（EMS）作為負(fù)責(zé)監(jiān)視和控制電池存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)的能量流，EMS協(xié)調(diào)BMS、PCS和其他組件的工作。通過收集和分析能源數(shù)據(jù)，智能運(yùn)行策略，將智能優(yōu)化各自場(chǎng)景策略選擇和切換，并可實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)區(qū)塊鏈靈活、自主、安全的能源交易，可以有效地管理系統(tǒng)的電力資源。如果說將儲(chǔ)能系統(tǒng)比作人體，那么EMS則是人的大腦心智。

在儲(chǔ)能系統(tǒng)中：電池組將狀態(tài)信息反饋給電池管理系統(tǒng)BMS，BMS將其共享給能源管理系統(tǒng)EMS和儲(chǔ)能變流器PCS；EMS根據(jù)優(yōu)化及調(diào)度決策將控制信息下發(fā)至PCS與BMS，控制單體電池/電池組完成充放電等。

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