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在2023年EP电力展上,施耐德电气携手新能源电器联盟,发布《寻迹隐形冠军-新能源产业微洞察与实践》行业洞察报告,聚焦光伏、储能、风电和数字化四大应用场景,以敏锐视角,精准剖析行业痛点并深挖化解之道,破局因新能源快速发展而给电力系统的安全稳定运行带来多重挑战。
今天小编带您聚焦#储能# 篇,贯穿创新电力技术,畅谈储能绿色未来。
“双碳”目标下,能源战略的转变和构建以新能源为主体的新型电力系统成为当前首要工作,能源将由单一能源进入到多种能源有机整合、集成互补的能源体系。然而,新能源产业虽然取得了一定的成就,但是目前仍然受到诸多因素制约。一方面风、光发电的固有的波动性和间歇性带来了电力系统不稳定性加剧,另一方面,我国国内电力供应和消纳在区域上存在错配,使得电力供需矛盾突出,弃风、弃光问题凸显,严重制约了新能源的发展。
储能作为一个巨大的“蓄水池”可以在电力系统中起到实时平衡的作用,使“刚性”电力系统变得更加“温柔”,提高电网运行的安全性、经济性和灵活性。由此,储能技术显然已经成为保障多能源大规模并行运行和电网安全经济运行的关键。
△2022年中国新增投运新型储能项目接入位置&应用场景分(MW%)
(来源:CNESA)
储能安全 – 行业必答题
电化学储能,特别是由锂离子电池组成的储能系统,占据新型储能技术市场的主导地位。国家能源局数据显示,截至2022年底,全国新型储能装机中,锂离子电池储能占比94.5%。然而,电化学储能目前最大的挑战之一是安全性问题。电池组作为高能物质的容器,存在着潜在的火灾和爆炸风险,因此如何在故障发生前迅速切断和保护系统成为亟待解决的难题,储能安全是储能产业快速发展的基础。
根据上海电器科学研究所(集团)有限公司技术中心2021年的市场测算,储能系统中的低压电器元件虽然在规模投资中只占1.6%,但它们扮演着保护整个储能系统的关键角色,其价值规模约相当于储能系统的165倍。据公开媒体报道,国网江苏省电力经济技术研究院发展部主任王庭华通过一份统计表揭示了储能电站存在的安全问题,例如,某储能电站一个月内发生了大量的电压异常告警,这凸显了储能系统肩负的重任和面临的挑战。
电化学储能系统的安全风险涵盖了多个设备,包括锂电池、电池管理系统BMS、能量变换器PCS以及监控管理系统EMS等。在这些设备中,电池本体的保护涉及到电池模组和电池Pack的保护,如何在故障发生前迅速切断和保护系统是确保储能系统安全运行的核心技术和关键策略。
储能电气保护的主要特点包括:
直流开断:由于储能电池输出直流电,直流电没有过零点,电弧难以熄灭,因此直流电的开断具有挑战性。
高电压:储能系统的电压等级因应光伏和风电系统而定,但普遍趋向于高电压,对电气系统的安全性提出了更高的要求。
高耐受:储能电池内部的短路电流可非常巨大,对电器设备的要求更为严格。
动作可靠:电器保护设备的灵敏度和动作可靠性对储能系统的安全稳定运行至关重要。
小体积:储能电池柜通常安装在有限的空间内,对电器元件的尺寸和体积提出了苛刻要求。
这些特点凸显了储能电气保护在确保储能系统安全、稳定运行中的重要性。
匠心之作,数智互融
施耐德电气拥有强大的研发团队,针对各种储能业态,包括大型储能、工商业储能和户用储能等应用场景,提供了整体解决方案和精心打造了全方位、系列化的储能专用配电保护产品。其产品线包括专为储能行业打造的DC1500V EasyPact融合开关、针对直流应用场景的EasyPact DC Switch Disconnector直流隔离开关、ComPacT NSX DC EP 直流断路器、MVS DA1系列、Acti9 DC 直流断路器产品等。这些产品具备高电压、大电流、小体积、强分断和高防护等特点,满足各种储能系统在不同环境下的要求。
施耐德电气不仅在产品研发方面表现出色,还积极走近用户,与他们合作共同探讨解决技术难题和采用的解决方案。公司最新推出的EasyPact融合开关搭载了施耐德电气创新专利的机械和电气结构,通过功能融合的方式用单个元器件替代了传统电池柜高压箱内隔离开关+高压直流继电器的功能,在优化高压箱内部空间、节省安装接线时间实现降本提效的同时,还减少了传统高压箱继电器在大电流情况下易粘连的安全隐患。
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除了硬件产品创新,施耐德电气还提供EcoStruxure微网能源顾问和ETAP数字化解决方案,以实现储能系统的安全、智能、高效和绿色低碳多重价值,为储能规模化应用和多种类型储能的协同运行提供坚实保障,以缓解负荷平衡调节压力,实现电力系统的动态平衡。目前,施耐德电气已经与多个储能领域的头部企业深度合作,共同探索和拓展新兴储能应用市场。凭借深厚的技术底蕴和技术创新实力,施耐德电气悄然成为了储能领域的“隐形冠军”。
深耕储能,砥砺前行
随着储能技术的飞速发展,不同类型的电池技术、电容技术和并网技术不断演进,系统成本逐渐降低,系统效率不断提高,安全水平也得到提升。储能技术已经广泛应用于全球各个领域,对设备和电器元件提出了更高的要求,对安全性提出了更严格的要求。在这一背景下,施耐德电气作为全球能源管理领域的数字化转型专家和储能行业的电气安全专家,积极响应市场需求,根据锂电池储能的特点和保护需求,以敏捷开发和快速响应为理念,与用户紧密合作,致力于成为储能行业客户的全方位电气保护解决方案最专业的合作伙伴。
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