2024储能技术支撑新型电力系统探析

储能技术支撑新型电力系统探析目录CONTENTS010203双碳目标下储能发展趋势及面临的挑战S3液冷储能系统科储能应用双碳目标下储能发展趋势及面临的挑战双碳目标实现路径能源供给侧能源消费侧煤电为主转为风光清洁能源发电为主电能替代能源转型实现路径汽车电动化能源消费革命化石能源替代低碳化对电网造成很大冲击！可控能源转型为波动能源超级快充的短时大功率冲击截止2019年底国内电力装机及发电量10.4亿KW2亿KW2亿KW装机占比大，发电量占比小！2021中国各类装机及发电量根据国家统计局、国家能源局、中电联等机构的公开数据，整理2021年中国各类电源装机及发电量统计表如下：风+光：26.7%风+光：11.68%24亿KW装机占比大，发电量占比小！可用小时数低+波动性www.kehua.com.cn碳达峰及碳中和下的新能源装机预测来源：《中国2060年前碳中和研究报告》2030中国清洁能源装机占比将占67.5

，全国48

的电力都将由太阳能、风能提供。2060年，中国煤电装机将全部退出；工业领域将以电能主导，辅以氢能；电动汽车的保有量将达到3.9亿，实现超96

的电源装机和发电量由清洁能源承担。244878这么高比例风光会带来哪些挑战？双碳目标下新型电力系统挑战：发、用波动加剧间歇性随机性波动性难预测性风光发电特性北京目前机动车保有量600万辆，假如一半改为电动车为300万辆，按每部车快充功率100KW，若是十分之一的车（30万辆）同时充电则需要电网功率3000万KW，单纯电动车充电功率就等于北京目前最大负了。北京2021.1日最大负荷双高特点高渗透比高比例电力电子大量电力电子变换装置转动惯量不足解决之道发输用双碳目标下新型电力系统挑战新能源体量占比大，随机性波动加剧！抽蓄等传统灵活调节资源紧张！电力系统安全问题突出！中国新能源资源与负荷中心分布不均问题特高压输电大力发展抽蓄、电化学储能技术调度技术、微网技术光伏鸭型曲线与负电价山东2022实时电价风光能源出力波动特性风电日出力特性图光伏日出力特性图日负荷曲线图秒级短周期波动日内中周期波动季节性长周期波动抽蓄、电储能氢能？……光伏大比例装机，无储能的话，中午弃光，晚上负荷高峰缺电！美国德州2021年2月极寒天气大面积停电事故，2020年底湖南、浙江拉闸限电虚拟同步机技术，增加电力电子装置旋转惯量！波动近期部分新能源储能项目配置日期储能项目名称光伏/风电容量储能配置容量功率占比时长H2021.12三峡乌兰察布风光储2000MW550MW2H27.5022月7日华能内蒙三个风电储能项目800MW240MW/480MWh3028月15日国家电投札达光伏储能项目20MW4MW/20MWh2058月15日国家电投八宿邦达二期光伏储能项目20MW4MW/20MWh2058月19日国家电投新疆光伏储能项目子包130MW/90MWH38月29日三峡西藏昌都市光储30MW7.5MW30MWH2548月22日国家能源集团国华新疆风电储能项目200MW50MW/200MWh254新能源储能发展趋势：长时储能发电用电储能波动波动功率占比：510202h3h10MW百MW大功率长时储能需求趋势！储能时长：1h安全收益（寿命）MW:MWh=1:31000V系统630kW·3h=1890kWh120Ah3.2V1P224S=716.8V120Ah=86kWh需要簇数量：1890/86=22簇280Ah3.2V1P224S=716.8V280Ah=200kWh需要簇数量：1890/200=9.5簇1500V系统1.5MW·3h=4.5MWh120Ah3.2V1P420S=1344V120Ah=161.28kWh需要簇数量4500/161.28=28簇280Ah3.2V1P420S=1344V120Ah=376.32kWh需要簇数量4500/376.32=12簇5000个电芯大功率长时储能面临的挑战11760个电芯15MW?150MW?挑战1：安全安全设计问题保护与失效对策电芯串并？辅助供电设计？通信设计？防消一次器件开断能力消防隔离：电芯-pack-簇-集装箱之间。。。。。安装施工接头锁紧？电池外壳破损？爬电距离？材料问题电池！电芯质量BMS故障一次保护回路失效失效失去保护失效产生事故运维问题例行检查制度事故应对流程及日参演练核心数据采集储存分析使用问题挑战2：收益（寿命）收益（寿命）电芯出厂寿命木桶效应放电深度充放电倍率运行温度先天：一致性有限度！后天：纠正/加剧材料体系生产管控库存温度及时间

高低个体差异。。。。。簇1BMS我充满了

簇nBMS停止充电！停止放电！

我放完了大功率长时储能电池组问题木桶效应导致可用容量非正常下降！安全问题：①

直流侧短路保护②

绝缘检测③

高穿问题④

电芯数量巨大，失效概率上升S3液冷储能系统长时间储能解决方案-科华S3液冷储能系统S³液冷Saf安e全tySimple精简S智m能art3.45MW/6.88MWH-5.175MW10.32MWH系统3.45MW35KV1.725MW1.725MWDCDC1DCDC10簇1簇101.725MW/3.44MWH1.725MW/3.44MWH20’柜120’柜220’柜3S³液冷储能系统液冷电池模块电池PACK一簇一充放簇级控制器辅助供电系统配电箱20尺预制化集装箱预制化集装箱液冷机组制冷系统外置消防主机消防系统标准20尺@3.44MWhS³液冷储能系统制冷剂循环冷却液循环返回液冷机组出水口进水口50

乙二醇水溶液R410A液冷系统原理S3液冷储能系统特点安全3簇级DCDC控制，降低短路电流风险簇级绝缘监测及隔离PCAK级开始的三级消防设计PCAK：消防、MSD开关、防爆阀、集装箱：防爆设计、气体消防+水消防、联动设计、布线传统多簇并联绝缘检测难题！S3液冷储能系统特点精简320英尺标准柜模块化设计内置DCDC/模块化PCS方便运输（高、重？）柜内无现场安装工作灵活拼接方便运输（高、重？）柜内无现场安装工作灵活拼接新旧电池混用高效省地提升系统可用性责任清晰S3液冷储能系统特点智能3BMS/DCDC/PCS/液冷/消防/EMS多级联动深度电力电子化海量温度数据云图显示及管理簇间均衡簇间绝缘定位簇级隔离科华三级消防全氟己酮123效果环保寿命可靠性成本液冷优势提升集装箱能量密度，减少项目占地：20英尺柜从风冷1.5MWH提升到液冷3.44MWH降低电芯温差，提升电池寿命：集装箱内从8-10℃降低到5℃内安全：电池PACK

IP66防护等级，大大降低火灾扩散风险降低辅源功耗，提升系统效率省