引言
近年來隨著鉛碳蓄電池成本降低,,基于鉛碳蓄電池的儲能電站已具有商業(yè)開發(fā)價值,,在峰谷電價差大的地方已大規(guī)模建設,、投運。儲能作為一種新型的能源利用方式,,各投資主體對其掌握不夠,,極易造成其理論收益與實際收益的巨大差異。如何提高電站的收益成為各個電站研究的重點,。本文介紹了影響儲能電站收益的一些現(xiàn)象,,通過分析提出了解決方案,以達到提高收益的目的,。
1電池一致性差對儲能電站收益的影響
電池組容量符合“木桶原理”,最差的那塊電池的容量決定整個電池組的能量,。為防止電池過充過放,放電時,,當最低單體電壓達到放電截止電壓時,,電池管理系統(tǒng)將使整個電池組停止放電:充電時,當最高單體電壓觸及充電截止電壓時,,電池管理系統(tǒng)將使整個電池組停止充電。當大量電池串聯(lián),,以相同的電流充放電使用時,,容量小的電池始終在滿充滿放,容量大的電池卻一直使用部分容量,,整個電池組的容量總有一部分處于閑置狀態(tài),,資源不能充分利用。
以某儲能電站250kw儲能變流器(PCs)為例,,其直流母線并聯(lián)接入四組電池,,每組電池組由312塊2V,、1000Ah鉛碳蓄電池串聯(lián)組成,其中任一蓄電池異?;蚬收隙紝е抡_PCs的限功率或停機,。如PCs提前1h結束放電,將損失250×0.7=175元收益(0.7為峰谷差價,,這里的峰谷差價并非電網(wǎng)峰谷差價,,而是儲能電站投資方與用戶之間簽訂的峰谷差價,一般低于電網(wǎng)峰谷差價,,相當于將一部分收益分享給用戶,,各個儲能電站的峰谷差價存在一定的差異)。當有一塊蓄電池有問題時也將使蓄電池充電提前結束,,蓄電池充電不足會導致放電時長達不到理想放電時間8h,。一塊蓄電池的問題將影響整個電站的收益,降低儲能電站的效率,,大幅減少儲能電站的收益,,增加運維、財務,、管理等成本,,使電站的回收期延長。同時,,性能差的蓄電池劣化速度會加快,,進而加速整組蓄電池的劣化,形成惡性循環(huán),。
現(xiàn)階段主要的解決方法:(1)提高蓄電池生產(chǎn)工藝水平,,保證同一批次產(chǎn)品的一致性:(2)在鉛碳蓄電池出廠時對蓄電池做一致性試驗,篩選一致性好的蓄電池編組并做好記錄:(3)現(xiàn)場安裝時按照蓄電池出廠時的一致性編號進行安裝驗收,,杜絕將一致性不好的電池編為一組:(4)在電站運維期間及時更換性能差的電池:(5)檢查BMS系統(tǒng)的均衡功能是否正常投入:(6)嚴格按照蓄電池保養(yǎng)手冊對蓄電池進行定期保養(yǎng):(7)及時更換漏液,、鼓包等異常蓄電池。
2電池管理系統(tǒng)(BMM)異常對儲能電站收益的影響
由于BMS可以直接控制PCS,所以當BMS異?;蚬收蠒r將直接導致PCS限功率或停機?,F(xiàn)場BMS的主要問題是蓄電池測溫探頭損壞、電壓測試線損壞,、蓄電池信息采集單元故障,、BMS保護定值整定錯誤、直流斷路器性能不可靠導致誤跳閘,、蓄電池連接條設計選型不合理導致蓄電池溫度高,、直流電纜絕緣損壞導致絕緣下降甚至短路的嚴重事件等,這些故障都將導致BMS向PCS發(fā)限功率或停機指令,。
上述問題主要解決方案:(1)嚴把設備選型關,,一定要在價格合理的前提下選擇質量好,、工藝優(yōu)異的廠家,不能因一味追求降建設成本而增加運維成本,,要全生命周期考慮電站的成本與收益,。(2)要嚴把安裝關,測溫探頭,、電壓測試線,、電纜以及其他一些電子設備等極易損壞的物品在現(xiàn)場安裝時一定要做好保護,規(guī)范安裝,。(3)蓄電池連接條要按規(guī)定力矩安裝,,力矩過大容易損壞蓄電池極柱,力矩過小容易使蓄電池極柱與連接條的接觸電阻增大導致發(fā)熱甚至蓄電池起火,。在投產(chǎn)后要定期對蓄電池連接條溫度進行測試并與蓄電池采集溫度對比,,此方法既可用來判斷連接條是否連接緊密,也可用來判斷蓄電池溫度采集是否正常,。(4)加強調試,、試運期的設備管理,設備試驗,、試運按規(guī)程嚴格執(zhí)行,,試驗數(shù)據(jù)要及時記錄、保存,,發(fā)現(xiàn)異常要分析原因并及時處理,。
3能量管理系統(tǒng)(EMM)異常對儲能電站收益的影響
EMS是針對電池儲能系統(tǒng)研發(fā)的軟件平臺,可對廠站的一次設備,、二次設備,、數(shù)據(jù)通信設備進行實時管理、維護和監(jiān)控,,是整個電站的神經(jīng)中樞,。其強大的分析功能、完善的故障報警,,可有效解決廠站通信中存在的各廠家通信規(guī)約不同并使用各自的監(jiān)控管理程序等導致的管理混亂問題,,從而實現(xiàn)合理、規(guī)整的統(tǒng)一監(jiān)視和管理,,達到提高廠站自動化管理水平,、保障電站安全、可靠,、穩(wěn)定運行的目的。現(xiàn)階段EMS主要問題是系統(tǒng)死機,,導致死機的具體原因主要包括:系統(tǒng)軟件不穩(wěn)定:一些EMS安裝在集裝箱內,,通風散熱條件不好,,導致設備溫度高:PCS工作時諧波大,電站抗干擾能力不足等,。EMS運行不穩(wěn)定將導致PCS停機,,影響PCS充放電策略的執(zhí)行。
上述問題的主要解決方案:(1)繼續(xù)完善軟件的開發(fā),,提高軟件的可靠性:(2)集裝箱內的EMS系統(tǒng)要考慮散熱問題,,必要時要增加空調制冷:(3)電站的抗干擾措施要完善,使用帶屏蔽層抗干擾通信線,,在干擾嚴重的情況下可以增加磁環(huán)或改用光纖通信,。
4空調系統(tǒng)運行不正常對儲能電站收益的影響
蓄電池正常運行需在一定的溫度內,溫度太低和太高均會影響其工作效率甚至導致安全事件(例如著火,、爆炸等),。采用智能溫度控制系統(tǒng),既可以減少站用電,,又可以保證系統(tǒng)的安全高效運行,。空調的啟停不光要參考環(huán)境溫度,,還要根據(jù)蓄電池的特性,、溫度、季節(jié),、安裝位置等綜合考慮,。空調的定期維護,、保養(yǎng)可大幅提高其可靠性,。
5前期調研不充分對儲能電站收益的影響
鉛碳儲能電站的主要收益來自于削峰填谷,如果前期對用戶的用電情況調研不充分,,盲目擴大電站容量,,會導致設備利用率低:而電站容量小則會導致單位成本高的問題。江蘇某鉛碳儲能電站由于容量超過用戶需求,,在充電時受限于變壓器容量不能充滿,,造成設備效率低,資產(chǎn)閑置,。由于用戶的用電變化受市場變化影響較大,,只調研一年的數(shù)據(jù)并不充分,畢竟儲能電站的設計壽命是10年,,所以在考慮電站容量時最好結合用戶之前三年的數(shù)據(jù)和以后的市場預測情況綜合分析,。
6取得的成果
通過對新建電站從前期可研、設備選型、設計,、安裝,、調試、試運行等各環(huán)節(jié)加強管理,,加上管理,、技術人員經(jīng)驗的積累,儲能電站的運行可靠性大幅提高,,收益得到保證,,運行收益幾乎接近設計收益,電站收益較先期投產(chǎn)電站提高10%:對已投產(chǎn)電站的改造也使電站收益大幅提高,,大約為5%,。
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