离网型储能电站应用案例分析
管式胶体储能电池应用于离网式发电系统的研究
管式胶体储能电池应用于离网式发电系统的研究一.离网式发电系统对蓄电池的要求离网式发电系统的应用环境具有如下特点：1.布置区域偏僻，无人值守，只能依靠太阳能、风能采集能量，与电网系统无缘。
2.温度变化幅度大，日光、雨天、阴天等自然条件变化频繁，难以掌控。
3.储能电池系统的小电流充放电、深放电、过放电现象较为严重。
4.夜间必需供电，放电功率必须得到保证。
根据离网式发电系统的使用特点，考虑到太阳能光伏系统中太阳能电池组件寿命达到20a以上，控制器、逆变器的寿命达到10a以上。
因此，储能电池应满足以下技术性能要求：1.储能蓄电池组要求循环寿命越长越好，至少达到10a以上。
2.储能蓄电池组能够耐低温、高温，耐过充电、过放电、自放电，小电流充电、小电流放电性能优越。
目前，一般离网发电系统的储能电池，室外气温变化范围为-35～+50℃，蓄电池的工作环境温度为-20～+40℃，湿度为90%，最高海拔为4500m；循环深度设计为50%DOD循环深度下，循环寿命应达到l000次以上，国外的专用产品可达到2500～3500次，而目前最常用的AGM-VRLA电池难以达到此要求。
电池过放电后应具有极佳的恢复性能，要求蓄电池100%放电后，再开路搁置120h 后，充电可恢复到实际容量的95%以上，而普通AGM蓄电池实际只能恢复75%～85%。
特别是在恶劣环境条件（如我国西北部地区）下使用，更要注意蓄电池排气阀的压力范围、高低/温放电性能、高/低温下对蓄电池槽、盖密封性和极柱密封可靠性的影响。
由于储能电池是多个成组使用，系统中蓄电池数量较多，因此对整组电池容量的均一性要求较高。
系统中如有落后电池，那么它在放电时可能会处于过放电，而在充电时又会产生充电不足的情况，如此反复，落后电池将提前失效，从而影响整组电池的安全性和寿命。
参照相关标准，对配组的储能电池容量偏差要求小于5%，以提高整组电池的循环寿命。
此外，蓄电池还应该达到防爆阻燃、抗震的安全性要求，另外自放电要小、搁置寿命要长、恒流过充寿命等要求应符合信息产业标准要求和最新的标准IEC61427。
储能工厂应用案例
储能工厂应用案例储能工厂是指利用电池等储能设备将电能转化为化学能或其他形式进行储存的工厂。
它可以帮助平衡电网供需关系，提高电网的可靠性和稳定性，支持可再生能源的大规模应用。
以下是一些储能工厂的应用案例：1. 太阳能储能系统: 太阳能储能系统将太阳能转化为电能，并储存起来供电使用。
例如，一座离网光伏发电站可以通过储能系统将白天多余的电能储存下来，晚上或阴雨天使用。
这种应用可以提高光伏发电的可靠性和可持续性。
2. 风力发电储能系统: 风力发电的特点是间歇性和不稳定性，输出功率会受到风速的影响。
储能系统可以在风速较高时将多余的电能储存起来，当风速较低时释放出来，以平衡供需关系并提供稳定的电力输出。
这种应用可以提高风力发电的可靠性和可预测性。
3. 电动汽车储能系统: 电动汽车的普及带来了大规模的电池储能装置。
电动汽车储能系统可以将电动汽车的蓄电池用作储能设备，当车辆不使用时，可以将多余的电能储存在电动汽车储能系统中，当电网需求高峰时释放出来。
这种应用可以提高电动汽车的续航里程，并支持电网的负荷平衡。
4. 微电网储能系统: 微电网是指由一系列分布式能源设备组成的电力系统，其可以独立运行或与主电网互联。
储能系统在微电网中可以起到电源平衡、峰谷填充、应急备用等作用。
当主电网故障或断电时，储能系统可以提供备用电源，保障关键负荷的供电。
这种应用可以提高电力系统的鲁棒性和可靠性。
5. 电力市场参与: 储能工厂可以参与电力市场，根据市场价格进行电能储存和释放。
在低电价时段，储能工厂可以将廉价的电能储存起来，高电价时段释放，以实现收益最大化。
这种应用可以提供灵活性和商业利益，推动储能工厂的发展。
综上所述，储能工厂的应用案例涉及多个领域，包括可再生能源的平稳输出、电网的供需平衡、电动汽车的续航里程延长、微电网的可靠性等。
随着可再生能源的快速发展和电力系统转型的加速推进，储能工厂将发挥越来越重要的作用，助力实现低碳、高效、可持续的能源未来。
离网电站在智能配电网中的应用
离网电站在智能配电网中的应用随着能源需求的不断增加，传统能源的供应愈加紧张，人们开始寻找新型能源的替代品，以保障能源的可持续发展。
其中，离网电站便成为一种备受青睐的能源替代品之一。
它不仅能够独立供电，还能够向智能配电网输出多余的电能，为大众造福。
离网电站是通过独立运行发电机、电池、转化器等设备，将太阳能、风能等非传统能源转化为电能，实现独立供电的设施。
与传统的电站相比，离网电站具有省电、高效、环保等特点，能够大量减少二氧化碳等温室气体的排放，降低对环境的破坏。
离网电站既可以独立供电，也可以向智能配电网输出多余的电能。
智能配电网是以信息技术为核心，具备双向能量传输、能源交易、灵活响应和优化调度等特点的电力网络。
离网电站可以将多余的电能流回智能配电网，以实现“先积蓄、后消费”的原则，不仅能够满足自身用电需求，还能够向外输出电能，为整个智能配电网的运行做出贡献。
离网电站在智能配电网中的具体应用有多种形式。
首先，离网电站可以与智能电表、家庭能源管理系统等设备相结合，实现对电能的精细化管理。
其次，离网电站可以通过与电网的动态交互，实现容量调节、谷电利用、平衡能源等目标。
最后，离网电站还可以作为前置设施，为智能配电网的更进一步发展提供基础支撑。
然而，离网电站在智能配电网中的应用还需克服一些难点。
首先，离网电站的规模较小，因此在能量转化的同时也存在一定的损失。
进一步优化设备的效率和性能，是离网电站在智能配电网中应用的关键。
其次，离网电站的投资成本相对于传统能源而言仍然较高，进一步优化能源的生产和使用成本，将成为离网电站应用于智能配电网中的又一重要课题。
总体来看，离网电站在智能配电网中的应用具有广泛的发展前景和不可替代的价值。
随着技术的进步和成本的不断降低，离网电站将成为传统能源的有力替代品，为整个能源行业的可持续发展注入新的动力与活力。
工商业并离网储能系统典型设计方案
工商业并离网储能系统典型设计方案工商业并离网储能系统是指将太阳能、风能等可再生能源通过光伏电池板、风力发电机等发电装置转化为电能，然后通过储能设备进行储存，以供工商业用户在断电或无法接入电网的情况下使用。
下面将介绍一种典型的工商业并离网储能系统设计方案。
此设计方案采用了太阳能发电和储能系统进行电能供应，包括以下主要组成部分：光伏电池板、逆变器、电池组、电网倒送能电表和负载。
首先，太阳能光伏电池板采集太阳能并将其转化为直流电能。
光伏电池板一般安装在屋顶或场地上，以获得最佳的太阳辐射。
然后，通过逆变器将直流电能转化为交流电能。
逆变器除了能够将直流电能转化为交流电能，还具备电压调节、功率因数修正和频率跟踪等功能，以保证供电的质量和稳定性。
接下来，交流电能可以分为两部分供应，一部分直接供应给负载使用，另一部分则通过电网倒送能电表和电网连接，倒送给电网。
当太阳能光伏电池板发电量超过负载的需求时，多余的电能会倒送给电网，同时电网倒送能电表会记录倒送的电能量。
当太阳能发电不足以满足负载需求时，电网会自动补充不足的电能。
为了保证电能的连续供应，系统还需要配备电池组进行储存。
电池组将多余的电能储存起来，在负载需求大于太阳能发电或电网供电时，释放储存的电能供应负载。
电池组通常采用铅酸电池或锂离子电池，具备高能量密度、长寿命和快速充放电等特点。
此外，系统还需要配备适当的监控和控制装置，以监测和管理系统运行状态。
监控装置可以实时监测光伏电池板发电量、电池组充放电状态和负载需求，并通过控制装置调整电能的分配和利用，实现最佳的能源利用效率。
综上所述，工商业并离网储能系统的典型设计方案主要包括太阳能光伏电池板、逆变器、电池组、电网倒送能电表和负载等组成部分。
通过太阳能发电和储能系统，将可再生能源储存起来，以满足工商业用户在断电或无法接入电网的情况下的电能供应需求。
同时系统还需要配备监控和控制装置，以确保系统的稳定运行和高效能源利用。
储能在电网中的应用前景及案例分析
储能在电网中的应用前景及案例分析储能技术在电网中的应用前景非常广阔，可以解决电网能源供应的问题，提高电网的稳定性和可靠性。
同时，储能技术还可以推动可再生能源的大规模开发和利用，减少碳排放。
储能技术在电网中的应用前景主要有以下几个方面：1.平衡能源供需：电网中存在供需不平衡的情况，尤其是可再生能源发电波动较大，储能技术可以通过储存多余的能源，在需求高峰时释放出来，平衡电网供需，提高电网的可靠性和稳定性。
2.调峰填谷：电网的负荷在不同时间段有明显的波动，传统的发电方式无法满足需求的变化，储能技术可以储存电网低谷时的能源，高峰期释放出来，实现平峰填谷，减少对传统火电和燃气发电的依赖。
3.频率调节：电网中的功率和频率需要保持稳定，传统的调频方式需要通过增加或减少发电机组来进行调节，储能技术可以快速响应并释放出合适的能源来平衡电网的功率和频率，提高电网的可靠性。
4.应急备用电源：储能技术可以作为电网的备用电源，在传统电源故障或突发事件发生时迅速投入，提供电力保障，减少停电风险。
案例分析：1.美国加利福尼亚州海洋风能储能项目：该项目利用离岸风机将多余的能源储存于空压储能系统中，需要时释放空压储存的能量来提供电力。
这种储能方式可以平衡太阳能和风能带来的波动，并且可以提供24小时的稳定电力供应。
2.德国利曼集团的电阻式储能项目：该项目利用电阻炉将多余的电能转化为热能储存起来，需要时可以通过蒸汽发电机将热能转化为电能。
这种储能方式可以应对电力需求波动大的情况，提高电网的供电可靠性。
3.中国山东烟台东部新区的储能电厂：该项目采用电池技术，将多余的电能储存起来，需要时释放电池储存的能量来平衡电网供需。
这种储能方式可以解决电网电能消纳问题，将可再生能源大规模引入电网。
综上所述，储能技术在电网中具有巨大的应用前景，可以解决电网能源供应的问题，提高电网的可靠性和稳定性。
随着可再生能源的快速发展和储能技术的突破，相信储能技术将在未来的电网中发挥越来越重要的作用。
浅谈某办公楼离网式光伏储能发电系统设计
电池管理系统架构：采用分布式架构，实现多级管理和控制
储能电池安全防护措施
电池过充保护：设置过充保护电 路，防止电池过充
电池温度保护：设置温度传感器， 监测电池温度，防止电池过热
添加标题
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电池过放保护：设置过放保护电 路，防止电池过放
光伏储能发电技 术发展现状及趋 势
某办公楼离网式 光伏储能发电系 统建设的必要性
设计目标与原则
实现离网式光伏 储能发电系统的 稳定运行
提高系统发电效 率，降低运营成 本
确保系统安全可 靠，减少故障发 生
优化储能系统配 置，提高能源利 用效率
03
光伏发电系统设计
光伏板选型与布局
光伏板类型选择： 根据系统需求和 当地气候条件选 择适合的光伏板 类型
保护系统：对光伏发电系统进行过流、过压、欠压、过热等保护，确保系 统在异常情况下能够安全停机，避免设备损坏和火灾等危险情况。
通讯系统：通过RS485、CAN等通讯方式，将监控数据上传至后台管理系 统，方便管理人员进行远程监控和维护。
预警系统：通过声光报警、短信通知等方式，及时提醒管理人员处理异常 情况，确保光伏发电系统的稳定运行。
规格
汇流箱选型： 根据光伏组件 数量和电压等 级选择合适的 汇流箱型号和
规格
逆变器和汇流 箱的匹配：确 保逆变器和汇 流箱的功率和 电压匹配，以 实现高效发电
逆变器和汇流 箱的安装位置： 根据现场环境 和设备要求选 择合适的安装 位置，确保设 备正常运行和
方便维护
光伏发电系统监控与保护
监控系统：实时监测光伏发电系统的运行状态，包括电池板、逆变器、储 能电池等设备的电压、电流、功率等参数，确保系统正常运行。
基于实际案例的电网侧储能电站应用场景及经济效益分析
太 阳 能第12期 总第356期2023年12月No.12 Total No.356 Dec., 2023SOLAR ENERGY0 引言近年来，中国西北部地区风、光资源富集,新能源发电装机容量大；而中东部地区经济发达，用电负荷高。
为适应“源”与“荷”错位分布及大量风、光等新能源接入电网的现状，需要大力发展各类储能技术，突破传统电力系统中电力生产和消费必须“即发即用”的限制，以弥补电网在灵活调节性上的缺口，提升风、光等新能源电力的消纳能力。
随着电力系统集成和运行控制技术水平的提高，电化学储能电站规模可达百兆瓦级乃至吉瓦级，其大规模商业化应用条件日趋成熟，但作为新业态，新型储能电站的商业模式与价格机制尚未完全清晰。
文献[1]梳理比较了国内外新型储能电站的价格机制与补偿机制，分析了不同模式下新型储能电站的经济性，并对中国新型储能电站的价格机制提出相关建议。
文献[2]提出目前中国新型储能产业仍处于商业化和规模化发展初期，相关的市场机制和电价政策还不够完善，存在成本疏导不畅、社会主动投资意愿不高等问题，亟须加快推动电力体制改革和全国统一电力市场体系建设，完善新型储能电站投资回报和成本疏导机制。
文献[3]总结了国外典型独立式新型储能电站的价格机制的实践和经验，叙述了中国储能电站价格机制的相关探索，认为政府两部制电价模式和独立参与电力市场模式均难以支撑储能电站大规模商业化应用，并提出了基于传递因子的储能电站价格形成机制及成本疏导优化方法。
上述文献对储能电站价格机制进行了理论性探索研究，但没有就具体投资实务提出价格机制及分析项目投资的可行性。
本文基于宁夏回族自治区(下文简称为“宁夏”)固原市某大容量集中式储能示范项目(该项目为电网侧储能电站)，分析电网现状与需求，研究建立电网侧储能电站应用场景，构建商业模式并尝试形成容量电价机制，据此分析该项目投DOI: 10.19911/j.1003-0417.tyn20221021.03 文章编号：1003-0417(2023)12-05-05基于实际案例的电网侧储能电站应用场景及经济效益分析陈晓勇1*，赵 鹏1，黎宇博1，卢新军2，高 龙2，李富强2(1.中国能源建设集团投资有限公司，北京 100022；2.中国能源建设集团投资有限公司西北公司，西安 710065)摘 要：为构建新型电力系统，满足高比例消纳新能源电力的客观需要。
杭州卷烟厂离网光伏储能方案
（KWh）
其中：HA 为平均年太阳能辐射量 HA=1186kWh/m2 PAZ—组件安装容量，kWp。
K 为综合效率系数，受多种因素影响，包括：光伏组件安装倾角、方位角、 太阳能发电系统年利用率、电池组件转换效率、周围障碍物遮光、逆变损失以及 光伏电场线损、变压器铁损等。实际上网电量受较多因素影响，估算难度较大。 a． 考虑电池组件安装倾角、方位角的修正系数：根据不同的电池组件阵列 的安装方式，结合杭州气象站太阳辐射度资料统计及当地纬度、经度，计算出安 装倾角、方位角的修正系数。 b．太阳能发电系统年利用率：太阳能光伏发电系统较为简单，设备可靠率 高，维护方便，可用率高，故可利用率可按 99%选取。 c． 光伏组件转换效率修正系数： 考虑到光伏组件在 25 年经济寿命会发生约 20%转换效率的衰减，故经济寿命期内的平均转换效率约为初始值的 90%。加上 运行过程中板面温度变化； 输出电压偏离峰值工作点以及板面污染等原因会使其 转换效率达不到标准值等因素综合考虑后， 对在整个运行经济寿命内光伏组件平 均转换效率进行修正,结果见表 2.1。 表 2.1 序号
2、光伏储能系统成组方案：
根据上述基本信息，确定以下设计选型： 1）科技楼选用 250Wp 的多晶硅光伏组件 80 块，共 20kWp，以 10 串 8 并的方 式通过汇流箱接入光伏控制器；75 楼选用 250Wp 的多晶硅光伏组件 120 块， 共 30kWp，以 10 串 12 并的方式通过汇流箱接入光伏控制器。 光伏组件的性能参数如下： 电池材料：多晶硅； 电池组件尺寸：1650×992×50mm； 电池组件重量：22.5Kg； 电池组成：60片多晶硅电池式串联而成，标称功率：250W； 开路电压：37.6V； 短路电流：8.75A；
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（1）储能系统协调控制技术 与储能系统布置位置有关
位置
控制策略说明
优点/缺点
部分直流 侧储能+部 分交流侧 储能+主从 控制
1）电流源分散布置在光伏区，出力受光 伏逆变器控制； 2）电压源集中布置在开关站区，接入交 流母线侧；电压源瞬时适应负载的变化。
1）光伏出力波动抑制效果明显； 2）功率源的出力控制精度较高； 3）交流侧多余的电能不能进行存储； 4）电压源总功率固定，对系统负荷突变的应对 存在一定风险。
一、离网型储能电站的推广与应用 二、离网型储能电站的作用及特点 三、电站设计关键技术 四、工程案例分享
2
一、离网型储能电站的应用与推广
1.1 离网型储能电站应用与推广的动力
大势所趋 巴黎协定
控制碳排放 脱碳行动
可持续发展，47个国家承诺争取在
2030~2050年完全实现可再生能源供 给，中国2030年非化石能源占总能源
交流侧储 1）电压源集中布置在开关站区，接入交 1）电压源均靠母线电压参数进行充放电控制，
能+对等控 流母线侧；
没有通信线，实时性好；
制
2）电压源瞬时适应负载的变化。
2）最大化利用了储能系统功率。
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三、关键技术
（2）电网系统能量管理系统 作用：实现全网源、荷匹配的监视、调节、控制。通过采集源、荷以及功率预测数 据，实现对各系统控制策略的执行和优化调度控制，保证系统频率、电压的稳定。 具体功能：能量平衡自动计算、遥控发（储）电单元、AGC/AVC（自动发电/自动电 压控制）自动调节、储能系统协调控制、微网系统二次调频、黑启动、FA(配网自动 化)、功率预测、负荷预测等。
7
三、关键技术
（2）风光储装机规模：以负荷分析为基础
负荷
软件 使用场景
类
型
a.根据当地风、光资源条件及负载情况，
元件模型
优化目标
以每小时源、荷电力平衡为原则，计算 8760h内的电量盈亏，确定风、光、储的 装机规模。
DESPSO
并离网微 电
网、冷热 电
三联供系 统
冷、 热、
电
光伏、风机、燃 气
轮机、燃气内燃 机、
电
光伏、风机、储 电
经济性与技 术
性综合最优
8
三、关键技术
（3）电力网络规划：根据源荷之间的距离、负荷重要性、供电可靠性，确定主网电 压等级及回路数。
a.考虑配电变压器励磁涌流对系统稳定性的影响。 b.考虑风光功率波动及不同负载下系统的稳定性。 c.考虑暂稳态时的短路电流，线路末端电压降。
9
三、关键技术
交流侧储 能+主从控 制
1）功率源、电压源均集中布置在开关站 区，接入交流母线侧； 2）功率源采用主从控制模式，受能量管 理控制；电压源瞬时适应负载的变化。
1）功率源的出力控制精度较高； 2）多台功率源靠通信方式实现主从控制，通信 延时对系统稳定有影响； 3）电压源总功率固定，对系统负荷突变的应对 存在一定风险。
推动离网地区军民融合可再生能源局 域网建设，以新能源融合储能、配电 网等方式，为岛屿、高原哨所等离网 地区提供热电冷综合能源服务
3
一、离网型储能电站的应用与推广
1.2 离网型储能电站应用与推广的原因 区位原因 合理性
4
二、离网型储能电站的作用及特点
作用
5
三、电站设计关键技术设计关键技术
离网型储能电站
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三、关键技术
（3）系统稳定控制装置 根据不同运行场景按照新能源功率波动、负荷扰动和三相短路三种典型 工况进行仿真。
最大功率缺额
பைடு நூலகம்
频率低限值 电压低限值
低频减载动作顺 序、频率级差
被切负荷位置、
容量、被切初始 时间
最大冗余功率
频率高限值 电压高限值
过频切机动作顺 序、频率级差
高压切机动作顺 序、电压级差
制冷机、锅炉、 储
电、储热
投资经济性 最
优、CO2排 放
最低
b.根据全年不同季节负荷的用电量，在光
伏装机规模确定的情况下，复核最佳安装
HOME
小功率可 再
R
生能源系
倾角。
统
热、 电、 氢
各种可再生能源 电
源、储电、储氢
净现值成本 最 低
c.根据经济技术比选，确定储能系统的最
佳安装位置。
PDMG
微电网系 统
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三、关键技术
短路电流特点： 1.部分短路电流为双向，故障点两侧等效电源容量小的那侧故障电流贡献能 力较小，传统突变量与时限配合的继电保护技术容易误动或拒动； 2.短路电流由于电力电子器件限流影响，故障时不超过额定电流的2倍。 装置要求： 电网容量和惯性较小，保护元件需要快速响应，否则系统容易失稳。 保护策略： 差动保护：按不同区域进行保护，分成母线、馈线以及电源设计差动保护策 略。通信网络是整个保护策略正确实施的关键。 自适应保护：核心在于当电网运行方式发生变化时，保护策略可自行更正与 之不相适应的保护整定值。
消耗的20%
取向 政策
更加注重绿色低碳发展 ：调整能源结
构 ，稳步推进水电、风电、太阳能、 生物质能等可再生能源规模化发展
国家政策
主要目标
2018年能源工 作指导意见
培育能源发
展新动能
加快
民融 能源领域
合深 度发
军
展
非化石能源占总能源消耗的14.5%
扎实推进能源互联网、新能源微电网、 储能技术试点等示范项目建设
储能系统位置
风
风
资源
储能
光
光
源
分析
系统
保护
柴
柴
荷
系
协调
装置
储
储
匹
负荷
统
控制
继
要求
多
规
配
分析
优
技术
电
能
模
化
保
互
控
护
补
制
能量
技
系
系统功率平衡波动
技
管理
术
统
术
系统
规
电
划
力 网 络 规 划
稳 定 性 分 析
潮流 计算
励磁 涌流
系统
稳定 控制 装置
保护 策略
短路 电流
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三、关键技术
（1）负荷分析：对电源装机规模起到决定性的作用 原始负荷资料的收集，制定负荷统计表，根据每月（周）典型日（0~23h）分时段 负荷值，配合相关负荷预测方法及软件，考虑一定的负荷波动系数，确定全年 8760h的负荷值。
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四、工程案例
项目光伏装机20MWp，风电装机6MW， 柴发装机2MW，储能系统装机16MW/28M Wh，建设范围包括：电源、10kV线路、 10kV配电网络及箱变、电化学储能设 备、电蓄热供暖设备。
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