Actualmente hay dos estructuras principales para compartimentos de batería: tipo de gabinete contenedorizado y comercial. La unidad más básica de un sistema de almacenamiento de energía es la celda de la batería, y varias celdas de batería combinadas juntas forman un módulo de batería. Múltiples módulos de batería se combinan con un BMS de carcasa, un paquete de batería está compuesto de arnés de cableado, disipación de calor, etc. Múltiples paquetes de baterías se unen, combinados con BCU de administración de baterías, estructura, disipación de calor, arnés de cableado, etc. para formar un clúster de batería. Uno o más grupos de baterías, Sistema de gestión de energía EMS, sistema de gestión térmica, sistema de seguridad contra incendios, etc., forman un compartimento de batería de almacenamiento de energía del lado de CC. Combinado con PC bidireccionales, puede formar un compartimento de batería de almacenamiento de energía de salida de CA.
1 estructura básica del compartimento de la batería
Según la forma del compartimento de la batería, se puede dividir en dos tipos estructurales: tipo de contenedor y tipo de gabinete industrial y comercial. Los contenedores de almacenamiento de energía utilizan múltiples grupos de batería conectados en paralelo, con una capacidad generalmente por encima de MWH. Los gabinetes de almacenamiento de energía industrial y comercial generalmente usan un método de gestión de PCS de clúster One, con una capacidad generalmente por debajo de MWH.
1.1 Tipo de contenedor
El almacenamiento de energía en contenedores, también conocido como almacenamiento de energía centralizado, utiliza contenedores estándar o no estándar con conchas de acero de alta resistencia que combinan resistencia al fuego, impermeabilización y resistencia al impacto, lo que facilita el transporte y se despliega rápidamente. Es adecuado para centrales eléctricas de almacenamiento de energía a gran escala y proyectos de energía distribuida. El almacenamiento de energía del tipo de contenedor generalmente es almacenamiento de energía lateral de CC, con baterías instaladas dentro de la caja y una pequeña cantidad de PC instaladas. Este tipo de capacidad es relativamente pequeño, como un contenedor de 20 pies con una capacidad de aproximadamente 500kW/1000kWh.
Hay tres tamaños de gabinete de uso común: 10 pies, 20 pies y 40 pies, así como gabinetes de 15 pies y 30 pies
El tamaño estándar de contenedor de 20 pies es 6058 * 2438 * 2896 mm, que es un contenedor lleno de baterías y pesa aproximadamente 32-45 toneladas. El tamaño estándar del gabinete de 40 pies es 12192 * 2438 * 2896 mm.
1.2 Estilo del gabinete
El almacenamiento de energía tipo gabinete, también conocido como almacenamiento de energía tipo cadena, almacenamiento de energía distribuido, almacenamiento de energía modular, generalmente se refiere a un clúster de batería como un gabinete independiente, con un PC interno o externo conectados, utilizando un enfoque de gestión de clúster. Los compartimentos de almacenamiento de energía tipo gabinete se utilizan principalmente en proyectos de almacenamiento de energía industrial y comercial, con capacidades de una sola unidad de 50kW/100kWh, 100kW/215kWh, 110kW/233kWh, 125kW/250kWh, 372kWh y otros modelos.
Principales ventajas de los gabinetes de almacenamiento de energía comercial:
Alta eficiencia del sistema:Implementación de un clúster Una administración mejora el saldo y la eficiencia de carga y descarga de los paquetes de baterías.
Mantenimiento fácil:Operación y mantenimiento general del clúster único, posicionamiento preciso del grupo único en el caso de falla del sistema.
Alta seguridad:Cada grupo de baterías se controla individualmente para cargar y descargar, evitando la influencia de las corrientes circulantes y logrando el aislamiento de fallas. Adoptar un sistema de gestión térmica eficiente basado en clúster con buena uniformidad de temperatura, duración de la batería larga y operación de sistema estable
Fuerte flexibilidad:Con un pequeño tamaño de gabinete único, es conveniente para el transporte e instalación, adecuado para varios escenarios de aplicación, como usuarios industriales y comerciales, almacenamiento de energía compartida y nueva distribución y almacenamiento de energía; El sistema admite la mezcla de baterías antiguas y nuevas, y se puede expandir o recargar de manera flexible de acuerdo con las necesidades reales, mejorando en gran medida la flexibilidad y la mantenimiento del sistema.
2 equipos principales
Un compartimento de la batería generalmente consta de varias piezas, incluido el cuerpo de la cabina, el sistema de batería, el sistema de control de temperatura, el sistema de protección contra incendios, el sistema eléctrico, etc. La cabina adopta un diseño contenedorizado, que tiene un buen sellado y resistencia sísmica, y puede proteger de manera efectiva el equipo interno de las influencias ambientales externas. El sistema de batería es el núcleo de la cabina prefabricada, que consiste en múltiples conjuntos de baterías de iones de litio responsables de almacenar y liberar energía eléctrica. El sistema de control de temperatura garantiza que el sistema de batería funcione dentro de un rango de temperatura adecuado a través de equipos de aire acondicionado y ventilación, evitando la fugación térmica de la batería. El sistema de protección contra incendios está equipado con detectores de humo, extintores de incendios y otros dispositivos. Una vez que ocurre un incendio, el programa de extinción de incendios se puede activar rápidamente para controlar el fuego dentro del rango mínimo. El sistema eléctrico incluye PCS, BMS, conexiones eléctricas, comunicación, etc. son responsables de conectar cabañas prefabricadas a la red de energía externa y lograr la entrada y salida de energía eléctrica.
2.1 Sistema de batería
Compuesta de baterías de iones de litio (como fosfato de hierro de litio) o baterías de iones de sodio en serie y paralelo, formando módulos o grupos de baterías para proporcionar funciones centrales de almacenamiento de energía.
2.2 Sistema eléctrico
Sistema de gestión de baterías (BMS). Arquitectura de tres niveles (nivel de módulo, nivel de clúster, nivel de sistema), monitoreo en tiempo real de parámetros como voltaje, temperatura, SOC/SOH, optimización de estrategias de carga y descarga, y advertencia de fallas.
El sistema de conversión de potencia (PCS) logra la conversión bidireccional entre la potencia de CA y DC. Durante la carga, rectifica la alimentación de CA en la alimentación de CC y la almacena en la batería. Durante la descarga, invertida y genera alimentación de CA para su uso por la carga.
Barras colectivas y gabinetes de distribución aseguran la estabilidad de la transmisión de corriente;
2.3 Sistema de protección contra incendios
Las instalaciones de lucha contra incendios utilizadas para compartimentos de batería de almacenamiento de energía son generalmente las siguientes: Primero, dispositivos de ventilación; En segundo lugar, detectores de gas combustibles; En tercer lugar, extintores de incendios; El cuarto es la caja de arena de fuego; El quinto es el sistema de alarma de incendio; El sexto es el sistema de extinción de incendios automáticos de gas.
El sistema de extinción de incendios automáticos de gas consta de gabinetes de gas, tuberías, boquillas, dispositivos de alivio de presión, alarmas de incendio y otras instalaciones. El gabinete generalmente se encuentra en un extremo de la cabina y se conecta a todas las boquillas de gas instaladas en la parte superior de la cabina a través de una red de tuberías, formando un sistema automático de extinción de incendios de gas. Al mismo tiempo, el heptafluoropropano cambió de líquido a gas después de la inyección, y la presión dentro de la cabina aumentó rápidamente. Cuando se produce un incendio eléctrico en el compartimento de la batería prefabricado, el sistema de extinción de incendios de gas se activará primero, y todas las boquillas de gas rociarán agentes de extinción de incendios para extinguir el fuego inicial a través de una aplicación completamente sumergida.
2.4 Sistema de gestión térmica
El sistema de gestión térmica del compartimento de almacenamiento de energía consiste principalmente en un sistema de aire acondicionado, un sistema de enfriamiento de líquidos y un sistema de control de temperatura BMS.
El propósito de la gestión térmica es garantizar que las baterías de alta energía funcionen dentro de un rango de temperatura adecuado y tengan una distribución de temperatura relativamente uniforme, mejorando así la eficiencia y la vida útil de la batería, al tiempo que considera la seguridad y evita que el calentamiento anormal de la batería cause incendios de seguridad. Por lo tanto, el primer paso en la gestión térmica es diseñar un sistema de aire acondicionado y ventilación bien diseñado, así como un sistema de enfriamiento de líquidos de celda de batería. Según el diseño dentro del compartimento de la batería, la organización eficiente de flujo de aire está diseñada utilizando un software de simulación térmica para garantizar el funcionamiento seguro y estable de la batería.
El compartimento de la batería generalmente adopta un sistema de aire acondicionado, que generalmente se usa para garantizar que la temperatura ambiente del compartimento de la batería esté alrededor de la temperatura ambiente. La unidad de enfriamiento de líquido intercambia calor entre el aire y el agua para eliminar el fuego de las celdas de la batería, asegurando que la diferencia de temperatura entre las baterías también se pueda controlar dentro de 5 grados.
3 papel central
3.1 Afeitado pico y relleno de valle
Carga durante los bajos períodos de carga y la descarga durante los períodos máximos de la red eléctrica, equilibrando la suministro de energía y la demanda, y reduciendo los costos de electricidad.
3.2 Conexión de la red de energía renovable
Estabilizar la volatilidad de la energía fotovoltaica/eólica, aumentar la proporción del consumo de energía limpia y ayudar a alcanzar los objetivos de neutralidad de carbono.
3.3 Fuente de energía de emergencia
Como fuente de energía de respaldo para ubicaciones críticas, como hospitales y centros de datos, garantiza la continuidad de energía en caso de cortes de energía repentina.
3.4 Afeitado pico de cuadrícula, regulación de frecuencia, inicio negro, etc.
Responda rápidamente a las fluctuaciones de frecuencia, mejore la estabilidad de la operación de la red eléctrica y reduzca la presión de regulación de frecuencia de las unidades de energía térmica tradicionales.