大容量锂电池储能技术发展及应用分析报告-培训课件

目

录CONTENTS大容量储能技术的创新大容量储能及应用010203储能的趋势及现状双碳背景下国内电力储能装机增长趋势广州智光储能科技有限公司中国电力储能累计装机规模（2000-2021）数据来源：CNESA储能产业研究白皮书2022中国电力储能累计装机规模（2000-2020）数据来源：CNESA储能产业研究白皮书2021储能现状及趋势电化学储能装机规模保持高速增长，电站大型化趋势明显电化学储能电站演化趋势百兆瓦级到G瓦级十兆瓦级广州智光储能科技有限公司储能现状及趋势问题1 大型储能电站运行安全是根本问题广州智光储能科技有限公司储能现状及趋势事故带来生命与财产的损失，引起巨大的社会反响广州智光储能科技有限公司 储能的现状和趋势经济性与可靠性问题可靠性A安全性B经济性C运行后期的安全问题不容忽视电芯运行的一致性电芯运行的环境保障与运维策略装置的效率提升电池或电池簇并联的短板效应1MWh~3MWh/700~1500V∆SOH广州智光储能科技有限公司随着循环次数的增加3

深度挖掘储能电站全生命周期的价值传统扩容方式采用增加直流侧功率方式随着并联数的增加，短板效应也越严重安全第一需重点解决的问题削弱“木桶短板效应”是提升全生命周期并网电量关键手段广州智光储能科技有限公司安全性提升整体寿命提升可靠性提升需重点解决的问题严格控制电芯并联或者电池簇直接并联使用，是储能电站技术方案的重要选型导向，如有可能尽可能选择没有电芯及者电池簇并联的方案，系统容量的扩大不能靠电池的简单堆砌。广州智光储能科技有限公司电池储能技术发展趋势电站大型化推动技术演进1#并网点2.5MW20#并网点2.5MW21#并网点2.5MW40#并网点2.5MW100MW/35kV220kV220kV630kW/DC1000V小容量机型1.725MW/DC1500V大容量机型5MW-25MW/AC6-35kV超大容量机型单机容量更大，电压更高2×1250kW广州智光储能科技有限公司 大容量储能需要解决的技术问题需求与实际技术的矛盾电芯数量众多，事故概率高，安全风险越大电芯短板效应明显，

一致性变差---

经济性差受限于单机容量小，

并联设备多，二次通信、协调控制系统复杂，

投入成本高。容量越大电芯单体质量的提升已不能完全解决储能系统的安全性及经济性问题提升安全性提升容量利用率电池堆离散化去并联组合减小堆容量储能装机大容量化新型电力拓扑结构储能单机大容量化广州智光储能科技有限公司 大容量储能需要解决的技术问题大容量储能技术的思路DCACDCACDCACUrDCAC1250kW2.5MWhDC1300V4.2

大容量储能技术的思路广州智光储能科技有限公司02大容量储能技术的创新广州智光储能科技有限公司 大容量储能技术的创新安全高效大容量储能技术目标安全高效更大单机容量、更低DC电压提高交流电压，减少变压变流次数，节省电缆更小直流电流、更短直流母线、更低直流分布参数、更可靠直流侧保护全风冷、全水冷系统可选，智能温控，温度一致性好系统效率更高，充放电成本低30%以上PCS+BMS多重高效均衡保护系统完善，集装箱内外智能消防DC

540～1200VAC

300～700V广州智光储能科技有限公司 大容量储能技术的创新高压级联型大容量储能技术拓扑结构如何合理扩充储能系统的容量模块化控制与管理，无电芯及电池簇并联，大幅提升安全性与一致性。广州智光储能科技有限公司 大容量储能技术的创新级联型35kV高压直挂大容量储能系统广州智光储能科技有限公司产品技术参数参数名称数值无变压器接入交流电压35kV单套系统容量20～25MW/40～50MWh直流电压1200V系统综合效率≥91%冷却方式风冷/水冷过载能力110%

10min120% 1min响应时间<5ms系统扩展支持多机并联总电流波形畸变率<3%功率控制精度≤0.5%运维方式非步入/灵智顾问系统能量均衡方式BMS+PCS动态均衡1#储能系统20MW2#储能系统20MW3#储能系统20MW4#储能系统20MW100MW/35kV110kV5#储能系统20MW大容量储能技术的创新广州智光储能科技有限公司 典型应用高压级联储能系统典型布置60MW/120MWh

35kV级联型高压储能系统布局图3套20MW/40MWh

并联输出级联型高压储能技术特点 高安全性级联型高压储能系统的安全设计01采用280Ah电芯02pack：1P16S，18个pack成簇03单相14级，每级一簇，共42簇04共安装10MWh，可灵活超配0542个直流通道，每个通道242kWh06交流侧10kV，无变压器直接并网07无电芯并联设计08每个直流通道采用PCS无损主动均衡广州智光储能科技有限公司系统安全性高高压级联型大容量储能技术特点2.5MWha) 低压型式电池堆无电芯并联直流侧解耦250kWhb) 级联方式电池簇电池堆能量大幅降低，显著降低灾后影响程度；日后部分电池损坏，更换范围窄，影响范围小，维护成本低。广州智光储能科技有限公司系统一致性好高压级联型大容量储能技术特点DCAC200kWhDCAC500kW1MWh700V~1300V充放电电流完全一致，且严格控制在额定倍率以下各电芯运行一致性好，SOC极值差小，能最大程度利用电芯容量，在交流侧同等并网电量情况下，可以安装较少的电芯，初始投资少；级联型高压储能技术特点 系统一致性长期运行电池容量利用率测试簇间SOC差异长期保持在2

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以内簇间SOC差异长期保持在2

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以内级联型高压储能技术特点 系统一致性长期运行电池容量利用率测试广州智光储能科技有限公司 高压级联型大容量储能技术特点系统寿命长，全生命周期成本低---经济性高由于系统无电芯/电池簇并联运行，不存在短板效应，因此系统中不存在局部电芯超倍率运行而削减整个电池堆总体寿命的情况，级联型高压储能系统寿命等同于单电芯寿命（但温度影响寿命仍需考虑），能最大限度提升储能装置的运行经济性。DCAC20%40%60%80%100%02000400060008000级联型低压升压储能概述单机容量大，接入点大幅减少，适合于百兆瓦电站构建、黑启动及快速频率支撑等。1#储能系统20MW2#储能系统20MW3#储能系统20MW4#储能系统20MW100MW/35kV5#储能系统20MW高压级联技术方案110kV1#并网点2.5MW20#并网点2.5MW21#并网点2.5MW40#并网点2.5MW100MW/35kV百兆瓦电站方案低压升压技术方案110kV广州智光储能科技有限公司广州智光储能科技有限公司100MW等级储能电站序号工作项目工况转换时间10功率运行转4.5MW充电2ms24.5MW充电转4.5MW放电1.5ms34.5MW放电转4.5MW充电2.5ms44.5MW充电转0功率运行2ms50功率运行转4.5MW放电1ms64.5MW放电转0功率运行1.5ms70功率运行转4.5Mvar吸无功1ms84.5Mvar吸无功转2Mvar发无功2.5ms94.5Mvar发无功转2Mvar吸无功1ms104.5Mvar吸无功转2Mvar发无功2ms110功率运行转4.5Mvar发无功1ms124.5Mvar发无功转0功率运行2msEMSPCS控制器调度指令下达无需协同处理机构或者直调可直接响应调控指令，响应速度快，实现快速频率支撑。可并网/孤网及无扰切换运行。直接输出高压，每相电流减小，线路损耗降低（I2R）。充放电成本低30%以上单元输出PWM级联后输出高压PWM波形12广州智光储能科技有限公司 级联型高压储能系统功能特点多重技术手段保障高效率运行长期运行效率比常规低压升压储能系统高4~10%，电站长期综合运行效率接近90%。无升压变压器，不存在变压器工频及高频损耗，一个充放循环提升效率2%以上，储能待机时无变压器空载损耗；无需滤波装置，功率变换单元功率小，开关频率低，集中式冷却，有效降低附件部件及器件开关损耗；广州智光储能科技有限公司 级联型储能技术应用实例两个实际运行案例对比16.12%15%10%20%A站B站智光站C站超配比30% 27.60% 25% 22.88% 22.88%84%81%82.5%75%80%85%90%A站B站智光站C站整站半年累计效率

89% 长期运行效率比常规低压升压储能系统高4~10%02大 容 量 储 能 及 应 用检测报告广州智光储能科技有限公司大容量储能及应用广州智光储能科技有限公司 大容量储能及应用储能系统高电压穿越广州智光储能科技有限公司 大容量储能及应用储能系统低电压穿越智光云埔基地储能电站5MW/3MWh某芯片厂电化学储能电站10MW/20MWh徐州某制药厂储能电站1MW/3MWh广州某电子厂储能电站10MW/22.12MWh广州某梯次利用储能系统0.25MW/1MWh广州某充电站250KW/500KWh广州智光储能科技有限公司用户侧应用案例大容量储能及应用储能系统带负载离网转并网时波形图绿色波形线为储能系统输出电压，红、紫波形线为负载电流储能系统带负载并网转离网时波形图绿色波形线为储能系统输出电压，红、紫波形线为储能系统负载电流储能电站带负荷无扰并离网自如切换；可黑启动运行可支持削峰填谷、分时电价套利、需求侧响应等多种盈利模式广州智光储能科技有限公司 大容量储能及应用广州某芯片厂可靠供电配套储能项目广州智光储能科技有限公司南方电网湛江某储能电站5MW/15MWh电网侧应用案例国网湖南某储能电站10MW/20MWh大容量储能及应用佛山市顺德