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储能电站的安全管理

发布时间: 2022-01-25

近来国家政府各部委陆续发布相关政策,在优化峰谷电价机制、建立尖峰电价机制等方面对现行分时电价机制作了进一步完善,并鼓励发电企业自建储能或调峰能力增加并网规模,引导市场主体多渠道增加可再生能源消费水平。

新型储能作为提升能源电力系统调节能力、综合效率和安全保障能力,支撑新型电力系统建设的关键技术,是能源领域碳达峰碳中和的重要支撑之一。在大规模发展储能的同时,对新能源场站业主来说,安全性是一个不容忽视的问题,

安全问题是储能电站的核心问题

近年来,储能电站安全事故时有发生,引发社会关注,如2021年北京“416”事件和2022年初韩国连续两起储能电站起火事件,均引发了广泛的社会关注。

储能电站起火爆炸大多发生在充电中或充电后休止中,充电中或充电后休止中电池电压较高,电池活性较大,电芯处于过充状态,电压升高形成内短路,造成局部热失控从而引发自燃失火等情况。由此可见热管理对于储能电站安全的重要性,储能系统必须配置足够强度和灵活性的温控系统来保障电站安全稳定运行。

液冷方案渗透率将提升

电化学储能温控系统冷却方式主要包括风冷、液冷、热管冷却等。

风冷以空气为冷却介质,利用对流换热降低电池温度,风冷可以分为自然风冷和强制风冷两种,自然风冷通过空气本身与电池表面的温度差产生热对流,强制风冷需要额外安装风机、风扇等外部电力辅助设备。

液冷以水、乙二醇水溶液、纯乙二醇、空调制冷剂、硅油等液体为冷却介质,通过对流换热将电池产生的热量带走,液冷可以分为直接接触方式(电池单体或者模块沉浸在液体中)方式和间接接触方式(在电池间设置冷却通道或者冷板,让液体间接冷却电池), 当前以间接接触方式为多。

液冷系统(间接接触)一般由的电池包液冷系统(包含液冷板、管路、快插接头等)、 制冷供液系统(包含水泵、压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀等)构成。

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热管冷却利用热管的热超导性能,依靠封闭管壳内工质相变来实现换热,一般由管 壳、管芯及工质组成,可以分为冷端风冷和冷端液冷两种,冷端风冷通过管内冷空气冷却 管外热空气,冷端液冷是管内冷却水冷却管外热空气。

风冷具备方案成熟、结构简单、易维护、成本低等优点,但同时由于空气的比热容低,导热系数低,容易出现散热不均的问题,风冷一般应用于功率较低场景。

相比风冷,液冷方式电池单体温差更。倜ぃ簧⑷认低承矢,冷却均匀性更好;可长时间大倍率充放电,系统适应性更好;散热系统占地面积更。芎母,故障率更低,维护成本更低。

从初期 CAPEX 投入来看,液冷成本一般明显高于风冷,但基于液冷更高效均匀的制冷能力,高储能能力场景液冷整个生命周期投入方面具备优势,整体LCOS可以降低10%。

未来液冷的占比将逐步提升,高倍率场景将以液冷方案为主,另外储能系统温控系统也趋向风冷、液冷一体化、集成化设计。

从目前各大厂商提出的方案来看,液冷方案较风冷方案可以实现电池寿命提升 20% 以上,能耗减少 20%以上,电池温差 3 摄氏度以内。未来随着储能能量和充放电倍率的提升,液冷的占比将逐步提升,有望成为未来主流方案。

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杏鑫娱乐储能系统采用液冷pack技术,支持储能单元?榛ㄉ,搭配新一代的BMS软件,可从电芯监测、Pack散热、系统结构等3个层次保障储能系统的安全性,为用户提高全方位的安全保障。

电芯监测。杏鑫娱乐储能采用联合开发的储能BMS,在常规功能之外,实现电芯级的动态监测和数据采集,系统采用直流连接安全设计,保障电芯健康实时感知。

Pack散热。杏鑫娱乐储能针对电池组散热问题,开发了专有的液冷Pack方案,通过导热液实现电池pack散热的均匀覆盖,避免了热失衡导致的箱体内部温差。

系统结构优化。杏鑫娱乐储能针对大需量用户设计的R-Block储能单元,采用了?榛杓,单体容量250kWh、500kWh,具有体积适中,安装生产方便,多级串并联等优势,可根据项目实际需求进行积木式安装,避免了单个箱体过大导致的散热不均问题。在出现?楣收鲜保啥懒⑶卸系ジ鯮-Block,避免风险传导扩大。

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