電化學儲能的關鍵技術,就是電池的一致性,電池系統是整個儲能系統的核心,它由成百上千個單體電池串并聯組成。
——信息產業電子第十一設計研究院科技工程股份有限公司電力事業部常務副總經理吳峻
2023年10月31日至11月2日,SNEC第八屆(2023)國際儲能技術和裝備及應用(上海)大會在上海舉行。會上,信息產業電子第十一設計研究院科技工程股份有限公司電力事業部常務副總經理吳峻分享了“電化學儲能的關鍵技術、應用場景及設計要點”。
吳峻認為,電化學儲能的關鍵技術,就是電池的一致性。電池系統是整個儲能系統的核心,它由成百上千個單體電池串并聯組成。電池的不一致主要是指電池容量、內阻、溫度等參數的不一致,具有不一致性的電池串并聯在一起使用會出現各種問題。對此,首先要實時監測,用 BMS 時時監測每個單體電池的電壓和溫度信息,采用主動均衡技術,最大消除電池串聯的不一致性。另外還要采用更高效的冷卻方式,更精準控制各單元電池的溫差。
做好儲能的熱管理是儲能技術的一個關鍵性技術。儲能熱管理技術主要現在分為風冷、液冷、熱管冷卻、相變冷卻、熱管和相變冷卻技術尚未成熟,風冷和液冷是主要的技術路線。
那么,對于設計院來說如何設計一個電化學儲能電站?吳峻認為,首先就是設計依據。
國家在 2014 年出了一個GB 51048-2014《電化學儲能電站設計規范》,這個規范里面是適用于新建、擴建過改建的功率為 500kV 且容量為 500kV 及以上的電化學儲能電站的設計,但是這個明顯已經太落伍了,因為在這個規范里面其實預制艙完全沒有提到。
在 2022 年6月17日住建部公布《電化學儲能電站設計標準(征求意見稿)》,就是對于 2014 版的修改。意見反饋截止時間是2022年7月17日,但是目前還沒有看到報批稿。還有一個是《GB/T 36547-2018電化學儲能系統接入電網技術規定》,這個說到底是一個行業規范,但是套用了國標。第三個就是《預制艙式磷酸鐵鋰電池儲能電站消防技術規范 T/CEC373-2020》,由中電聯發布。本標準適用于新建、擴建、改建戶外無人值班的系統,容量在 10MWh 及以上的預制艙式磷酸鐵鋰儲能電站,消防上的要求可參考,主要是針對消防做了一些要求。還有一些國家能源局及國網、南網有關儲能系統的行業標準及企業標準。
預制艙式儲能電站平面布置及消防要求,平面布置方案采用全戶外布置方式,儲能電池采用預制艙形式布置于室外,儲能變流器及升壓設備采用戶外一體機形式不至于室外。電池預制艙之間長邊端不應小于 3m,短邊端不應小于 4m,并作為檢修通道。當間距不能滿足時,應設置耐火極限不應低于 3.00h 的防火墻,防火墻長度、高度應超出預制艙外廓各 1m。儲能電站站區應至少設置一個供消防車輛進出的出入口,儲能電站應設置消防車道,盡頭式消防車道應設置回車道過回車場,必須要保證消防車能夠到達。
電池艙內一般采用氣體滅火,就是七氟丙烷+噴淋。儲能電站應設置消防給追系統,同一時間的火災次數應按一次設計,消防給水量應按火災時最大一次室內和室外消防用水量之和計算,消防水池有效容量應滿足最大一次用水量火災時由消防水池供水部分的水量。
如果要有儲能電站,消防水池就應該按照儲能電站的要求設置,而不是按照光伏升壓站的要求設置。