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淺聊戶外儲能柜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用

瀏覽次數(shù):252更新時間:2024-08-19

 

張繼冬

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要: 隨著可再生能源的快速發(fā)展和戶外活動的日益普及,戶外儲能柜系統(tǒng)作為一種高效、可靠的能源存儲解決方案,受到了廣泛關(guān)注。本文詳細(xì)探討了戶外儲能柜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成,包括電池組、電池管理系統(tǒng)、逆變器、控制系統(tǒng)等關(guān)鍵部件,并深入分析了其在戶外活動、應(yīng)急備用電源、偏遠(yuǎn)地區(qū)供電等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。通過對戶外儲能柜系統(tǒng)的研究,揭示了其在提升能源利用效率、保障電力供應(yīng)穩(wěn)定性方面的重要作用和巨大潛力。

一、引言
在當(dāng)今能源轉(zhuǎn)型和戶外生活需求不斷增長的背景下,戶外儲能柜系統(tǒng)逐漸成為能源領(lǐng)域的一個重要研究方向。它不僅為戶外活動提供了便捷的電力支持,還在應(yīng)急救援、偏遠(yuǎn)地區(qū)供電等方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。理解戶外儲能柜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用,對于推動其進(jìn)一步發(fā)展和優(yōu)化具有重要意義。
二、戶外儲能柜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
(一)電池組
電池組是戶外儲能柜系統(tǒng)的核心部件,通常采用鋰離子電池、鉛酸電池或磷酸鐵鋰電池等。鋰離子電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長等優(yōu)點,但成本相對較高;鉛酸電池成本較低,但能量密度和循環(huán)壽命有限;磷酸鐵鋰電池則在安全性和循環(huán)壽命方面表現(xiàn)出色。例如,一些戶外儲能柜會選用三元鋰離子電池,以滿足高功率輸出和長續(xù)航的需求;而對于成本較為敏感的應(yīng)用場景,可能會選擇鉛酸電池。
(二)電池管理系統(tǒng)(BMS)
BMS 負(fù)責(zé)監(jiān)控電池組的狀態(tài),包括電壓、電流、溫度、剩余電量等參數(shù),并進(jìn)行均衡管理和保護(hù)控制。通過 BMS,可以有效地延長電池壽命、提高電池的安全性和可靠性。例如,當(dāng)電池溫度過高時,BMS 會啟動散熱系統(tǒng);當(dāng)電池電量過低時,BMS 會發(fā)出警報并采取保護(hù)措施,防止電池過度放電。
(三)逆變器
逆變器將電池組輸出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電,以滿足不同電器設(shè)備的使用需求。常見的逆變器類型有正弦波逆變器和修正弦波逆變器,正弦波逆變器輸出的電能質(zhì)量更高,適用于對電源質(zhì)量要求較高的設(shè)備,如精密儀器、醫(yī)療設(shè)備等;修正弦波逆變器則成本較低,適用于一般的家用電器。
(四)控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)作為整個戶外儲能柜系統(tǒng)的 “大腦”,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各部件的工作,實現(xiàn)充放電管理、功率控制、故障診斷等功能。它可以根據(jù)用戶的需求和外部環(huán)境條件,智能地調(diào)整系統(tǒng)的工作模式,以達(dá)到最佳的能源利用效率。
(五)充電系統(tǒng)
戶外儲能柜的充電方式多樣,包括太陽能充電、市電充電、車載充電等。太陽能充電板可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能為儲能柜充電,適合在戶外陽光充足的環(huán)境中使用;市電充電則適用于有市電接入的場所;車載充電方便在移動過程中為儲能柜補(bǔ)充電能。
(六)外殼和散熱系統(tǒng)
外殼起到保護(hù)內(nèi)部部件、防塵防水的作用,同時需要具備良好的散熱性能,以確保系統(tǒng)在工作過程中的溫度穩(wěn)定。散熱系統(tǒng)通常采用風(fēng)扇散熱、液冷散熱等方式,有效地降低電池組和其他部件的工作溫度,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。
三、戶外儲能柜系統(tǒng)的應(yīng)用
(一)戶外活動
在露營、徒步、自駕游等戶外活動中,戶外儲能柜可以為手機(jī)、相機(jī)、電腦、照明設(shè)備、電炊具等提供電力支持,讓人們在戶外也能享受到便捷的現(xiàn)代生活。例如,在露營時,儲能柜可以為帳篷內(nèi)的照明、風(fēng)扇、音響等設(shè)備供電,讓露營體驗更加舒適;自駕游時,儲能柜可以為車載冰箱、電飯煲等電器提供電力,方便在路上烹飪和儲存食物。
(二)應(yīng)急備用電源
在自然災(zāi)害、電力故障等突發(fā)情況下,戶外儲能柜可以作為應(yīng)急備用電源,為照明、通信設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備等提供電力保障,提高應(yīng)急救援的效率和安全性。例如,在地震后,災(zāi)區(qū)的電力供應(yīng)可能中斷,戶外儲能柜可以為臨時避難所提供照明和充電服務(wù);在醫(yī)院停電時,儲能柜可以為重要的醫(yī)療設(shè)備提供短暫的電力支持,保障患者的生命安全。
(三)偏遠(yuǎn)地區(qū)供電
在一些偏遠(yuǎn)地區(qū),電網(wǎng)覆蓋不足,戶外儲能柜可以為當(dāng)?shù)鼐用裉峁┗镜碾娏Ψ?wù),滿足照明、通信、抽水等生活和生產(chǎn)需求。例如,在山區(qū)的小村莊,通過安裝戶外儲能柜和太陽能板,可以解決當(dāng)?shù)鼐用竦挠秒妴栴},促進(jìn)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和社會進(jìn)步。
(四)移動工作場所
對于一些需要在戶外進(jìn)行工作的行業(yè),如地質(zhì)勘探、測繪、影視拍攝等,戶外儲能柜可以為工作設(shè)備和工具提供電力支持,提高工作效率和便利性。例如,地質(zhì)勘探人員可以攜帶儲能柜為儀器設(shè)備充電,保證工作的順利進(jìn)行;影視拍攝團(tuán)隊可以使用儲能柜為燈光、攝像機(jī)等設(shè)備供電,不受拍攝地點電力條件的限制。

四、安科瑞Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

(一)概述

Acrel-2000MG儲能能量管理系統(tǒng)是安科瑞專門針對工商業(yè)儲能電站研制的本地化能量管理系統(tǒng),可實現(xiàn)了儲能電站的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報警管理、統(tǒng)計報表、策略管理、歷史曲線等功能。其中策略管理,支持多種控制策略選擇,包含計劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等。該系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)下級各儲能單元的統(tǒng)一監(jiān)控和管理,還可以實現(xiàn)與上級調(diào)度系統(tǒng)和云平臺的數(shù)據(jù)通訊與交互,既能接受上級調(diào)度指令,又可以滿足遠(yuǎn)程監(jiān)控與運(yùn)維,確保儲能系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

(二)應(yīng)用場景

適用于工商業(yè)儲能電站、新能源配儲電站。

(三)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

淺聊戶外儲能柜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用

(四)系統(tǒng)功能

(1)實時監(jiān)管

對微電網(wǎng)的運(yùn)行進(jìn)行實時監(jiān)管,包含市電、光伏、風(fēng)電、儲能、充電樁及用電負(fù)荷,同時也包括收益數(shù)據(jù)、天氣狀況、節(jié)能減排等信息。

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(2)智能監(jiān)控

對系統(tǒng)環(huán)境、光伏組件、光伏逆變器、風(fēng)電控制逆變一體機(jī)、儲能電池、儲能變流器、用電設(shè)備等進(jìn)行實時監(jiān)測,掌握微電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。

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(3)功率預(yù)測

對分布式發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測,并展示合格率及誤差分析。

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(4)電能質(zhì)量

實現(xiàn)整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進(jìn)行持續(xù)性的監(jiān)測。如電壓諧波、電壓閃變、電壓不平衡等穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和電壓暫升/暫降、電壓中斷暫態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測分析及錄波展示,并對電壓、電流瞬變進(jìn)行監(jiān)測。

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(5)可視化運(yùn)行

實現(xiàn)微電網(wǎng)無人值守,實現(xiàn)數(shù)字化、智能化、便捷化管理;對重要負(fù)荷與設(shè)備進(jìn)行不間斷監(jiān)控。

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(6)優(yōu)化控制

通過分析歷史用電數(shù)據(jù)、天氣條件對負(fù)荷進(jìn)行功率預(yù)測,并結(jié)合分布式電源出力與儲能狀態(tài),實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)優(yōu)化調(diào)度,以降低尖峰或者高峰時刻的用電量,降低企業(yè)綜合用電成本。

(7)收益分析

用戶可以查看光伏、儲能、充電樁三部分的每天電量和收益數(shù)據(jù),同時可以切換年報查看每個月的電量和收益。

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(8)能源分析

通過分析光伏、風(fēng)電、儲能設(shè)備的發(fā)電效率、轉(zhuǎn)化效率,用于評估設(shè)備性能與狀態(tài)。

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(9)策略配置

微電網(wǎng)配置主要對微電網(wǎng)系統(tǒng)組成、基礎(chǔ)參數(shù)、運(yùn)行策略及統(tǒng)計值進(jìn)行設(shè)置。其中策略包含計劃曲線、削峰填谷、需量控制、新能源消納、逆功率控制等。

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五、硬件及其配套產(chǎn)品

 

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六、結(jié)論

戶外儲能柜系統(tǒng)作為一種靈活、高效的能源存儲解決方案,其結(jié)構(gòu)的合理性和穩(wěn)定性直接影響著系統(tǒng)的性能和可靠性。通過不斷優(yōu)化電池技術(shù)、提高 BMS 的智能化水平、改進(jìn)逆變器的性能等,戶外儲能柜系統(tǒng)將在未來的能源領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。同時,隨著應(yīng)用場景的不斷拓展和用戶需求的不斷增長,戶外儲能柜系統(tǒng)的市場前景將十分廣闊。在未來的發(fā)展中,我們期待戶外儲能柜系統(tǒng)能夠為人們的生活和工作帶來更多的便利和保障,為推動能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。

 

參考文獻(xiàn)

[1]張學(xué)峰,韓文杰.電網(wǎng)側(cè)獨立儲能商業(yè)模式分析[J].新能源科技,2022(2):31-33.

[2]劉鵬飛,劉云,馬小安,呼延釗,劉琛宇.戶外商業(yè)儲能柜系統(tǒng)散熱和防護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計與研究[J].蘭州:蘭州理工大學(xué),2023.

[3]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2022年05版

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