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财经视角|2018储能技术创新典范TOP10及储能技术发展趋势

财经视角|2018储能技术创新典范TOP10及储能技术发展趋势

储能网讯:随着我国低碳、绿色能源战略的推进,新一轮电力体制改革配套政策的落实,储能的应用价值已得到市场广泛认可,成为推进我国能源变革和能源结构调整的技术亮点,未来将为我国经济增长、绿色能源发展创造巨大价值。

21世纪经济报道消息,在5月19日举办的“第八届中国国际储能大会”上,中国化学与物理电源行业协会储能应用分会秘书长刘勇表示,今年有望成为中国储能产业爆发的“元年”,预计到2025年市场规模将超过1000亿。

以下是由中国能源研究会主办,中国能源研究会储能专业委员会/中关村储能产业技术联盟承办的“第二届国际储能创新大赛颁奖盛典”评选出的“2018储能技术创新典范TOP10”:

技术创新 1

单位:中国科学院工程热物理研究所

项目:新型喷淋式填充床储热技术

01、项目介绍

新型喷淋式填充床储热技术结合了喷淋强化传热、导热油传热与储热和填充床高效储热各自的技术特点,以少量导热油作为传热介质进行喷淋渗流换热、以低廉易得的固体颗粒作为储热介质,具有成本低、效率高等优点。

02、技术原理

Ⅰ.在热资源富足时,高温导热油通过喷淋器喷淋至填充床上,通过孔隙渗流向下与填充颗粒换热,完成储热过程;

Ⅱ.在用户需要热量时,低温导热油喷淋至填充床上,吸收填充床热量后变成高温导热油,经过换热器供给用户。

03、技术特点

Ⅰ.成本低。以天然岩石为储热材料,导热油用量可减少90%,大幅度降低成本,大规模化成本可低至100 元/kWh ;

Ⅱ.储热效率可达95%,热能质量损失小;

Ⅲ.适用温度范围宽,系统安全稳定,适合于宽温域(室温至400℃)、大规模和长周期的区域热能存储站。

目前,中科院工程热物理研究所已建立10kW 的新型喷淋式填充床储热实验台,完成了1MW/10MWh 高温蓄热检测试验平台的搭建和调试工作,正开展1MW/1MWh 的喷淋式填充床储热技术实验台的搭建和推广。

技术创新 2

单位:中国电力科学研究院有限公司

项目:适应于配电网多应用场景的移动式储能系统关键技术及应用

01、项目介绍

项目提出3项创新点,分别针对重要负荷的不间断应急供电问题,移动储能系统采用在线供电技术,实现与电网供电间零毫秒切换,提高了对重要负荷供电的可靠性。

02、技术原理

针对并网点电能质量问题,移动储能系统能够根据并网点电压/频率波动大小,结合自身容量和储能SOC调整有功/无功输出,改善并网点电能质量。针对多种应用场景下不同负荷大小、用电时间长短的需求,移动储能系统采用模块化设计技术,实现不同功率和容量的配置,提高了移动储能系统供电的灵活性。

03、技术特点

项目成果能够实现串联、并联以及双回路模式下的应急供电,能够实现整个应急供电周期内的在线供电,包括系统的在线接入和退出,应急供电过程中对负荷的在线供电。最大程度上降低断电过程对用户的影响,保证重要负荷的可靠供电。目前已完成3套在线式移动电池储能系统开发,并在上海、江苏和福建进行了示范应用。

技术创新 3

单位:台达集团

项目:储能用双向直流变换功率模块及其串并联技术

01、项目介绍

基于双向直流变换器的功率控制器或能量管理器可实现电池的分组分块管理与控制,还通过其升降压变换功能,使不同电压的电池组与应用系统所需电压相匹配,因而成为储能系统构建和推广应用的不可或缺的要件。产业界对多电平变换技术和模块化串并联变流装置的需求也日益增加。

针对上述应用需求,台达开发了基于飞跨电容三电平变换器拓扑的高效率双向DC-DC功率模块及其串并联系统应用技术,并取得了许多创新技术成果和应用成效。

02、技术特点

主要优越性表现在高效率、小型轻量、低成本(对比元件重量)等方面。

公司开发的飞跨电容三电平直流变换技术使开关器件的电压应力下降一半,等效开关频率倍增,电感量下降至原来的约25%,减小了无源元件尺寸和重量,提高了变换效率2% 以上。台达新技术避免了复杂的线路,同时具有容错能力和控制鲁棒性,可确保储能系统能量管理可以长时间可靠运行,并且不受负载条件和复杂电磁干扰的影响。

采用新的串并联控制技术,使其在储能应用中,可以灵活地实现不同系统容量配置,方便地实现功率容量扩容或可靠冗余,最多串并联数量可达到32台,系统功率可达4MW以上。

技术创新 4

单位:阳光电源股份有限公司

项目:一种基于虚拟同步电机技术的储能系统

01、项目介绍

项目在现有光伏发电系统的基础上,在光伏侧配备合理容量等级的储能逆变器和储能电池,通过虚拟同步发电机技术实现一种新型的发电方式,并以其为基本发电单元组建成光储微电网,加之以储能电池智能管理系统、光储微网能量管理和综合控制系统,从而实现电力系统负荷对发电设备的功能需求。

02、技术原理

当电网正常时,系统并网运行,此时能量管理柜同步开关K1闭合,系统可以根据电网频率及电压幅值的偏差,主动实现有功、无功的吸收或发送,抑制频率和电压偏差,改善供电品质;能量管理柜可以接收上位机的调度,给PCS下发二次调频值及无功功率值,实现有功功率和无功功率调控功能。并网运行时PCS具备功率限制功能,可以有效解决电网频率波动过大导致的功率超限问题。当电网发生故障,VSG可以转为独立供电模式,保障负载不间断供电,实现UPS功能;当电网重新来电后,通过能量管理柜进行同步操作,可以使PCS重新并入电网,实现并离网的无缝切换。可以平抑光伏,风电等新能源间歇性对电网频率的影响,较好应对新能源并网引发的电网稳定性问题,提高电能质量。

该系统已在阳光三星多个项目上成功应用,如西藏措勤光伏电站项目、英国JWE 1.5MW/1027kWh 项目,以及大连融科普湾工厂微网项目等。

财经视角|2018储能技术创新典范TOP10及储能技术发展趋势

技术创新 5

单位:上海觉云科技

项目:动力电池梯次利用场景模型和架构

01、项目介绍

随着电动汽车的应用普及和动力电池的大规模退役,会加速退役电池储能市场的兴起,而退役电池包储能市场的建立是新能源汽车产业链上的一个重要环节。在动力电池梯次利用中,一个核心问题是动力电池可用寿命的评估。

02、技术原理

上海觉云结合传统的电化学模型,提出一个数字驱动的电池寿命评估方法,包括相应的流程、系统和算法。这个算法利用机器学习的优势,对动力电池中电池相关的数据进行建模,能够准确评估SOH和RUL。在动力电池退役进入梯次储能利用后,能够结合具体的应用场景,包括该场景下的成本构成,建立梯次利用电池可用寿命模型和储能配比模型,并能够根据这两个模型,进行运维计划,建立对储能系统控制策略,优化储能配比关系,达到系统性能和经济效益的一个平衡。

技术创新 6

单位:北京泓慧国际能源技术发展有限公司

项目:大功率磁悬浮飞轮储能技术

01、项目介绍

储能飞轮作为电能—动能—电能高效率机电能量转换装备系统,飞轮储能系统本体由高速飞轮和同轴的电动/发电机构成;充电时高速电机驱动飞轮转子加速,最高转速可达每分钟30000转,电能转成动能储存;放电时相当于发电机, 飞轮转子降速,动能转换为电能供给负荷。

02、技术特点

泓慧公司研制的大功率磁悬浮飞轮采用五自由度磁悬浮轴承支承,转子无机械接触、无摩擦、无需润滑,低损耗,寿命长。飞轮储能具有充放电迅速,储能密度高、功率大、效率高、寿命长,环境适应能力强、绿色友好、维护简单方便等优点。可广泛应用于轨道交通系统节能、不间断电源、电力系统调峰、港口龙门吊节能、风力发电、太阳能发电、汽车供能、卫星储能、大功率机车。还可作为大功率电源应用于电磁弹射/发射、全电坦克等武器系统、重要军事工程装备以及后勤保障装备。

基于单体容量250kW/3kWh 为磁悬浮储能飞轮构建的中压UPS,已中标全球第二大晶圆代工厂格罗方德半导体股份有限公司12英寸晶圆成都制造基地生产线。大功率磁悬浮飞轮UPS 方舱应急电源保障系统已应用于中电建的江门数据中心以及某重要国防工程。250kW/3kWh 飞轮作为节能降耗产品正在与西安宝美电气工业有限公司的钻机开展测试实验。与中节能开展轨道交通节能储能飞轮试点应用正在进行系统试验。

技术创新 7

单位:北京华厚能源科技有限公司

项目:基于相变储能技术的储热模组

01、项目介绍

北京华厚能源科技有限公司是全球领先的储能技术(SE)解决方案供应商,专注于储能领域,坚持持续创新、开放合作,致力于储能系统软硬件的研发,为企业客户和消费者提供最优质的SE解决方案和智能化客户体验。

02、技术特点

“互联网+ 能源”是一种互联网与能源生产、传输、存储、消费以及能源市场深度融合的能源产业发展新形态,具有设备智能、多能协同、信息对称、供需分散、系统扁平、交易开放等主要特征。华厚能源在相变储能设备RED·HOO的基础上,继续研发和创新,已经不断研发成功RED·HOO-MINI、RED·HOO-PLUS、BLUE·HOO 等不同温度的相变储能设备和蓄冷设备,并均已完成项目试点及项目安装。华厚能源注重对相变储能系统的研发,除对硬件和系统深入优化之外,还开发了CLOUD·HOO(华厚云控制系统)、COLOR·HOO等系统控制软件(含手机APP和网页WEB端)。

技术创新 8

单位:杭州高特电子设备股份有限公司

项目:满足电池全生命周期管理的智能分布式BMS技术

01、项目介绍

项目致力于电池全生命周期的管理,满足电池在电动汽车、储能系统、备用电源系统等多梯次、长寿命的应用。项目可以通过延长电池的使用周期,提高电池的全生命周期的价值,大幅降低储能电池系统的成本;符合国家节约资源、节能环保的要求,是目前国内外研究的热点。

02、技术特点

项目基于电池模组设计,满足标准化、智能化设计,便于规模化应用;电池模组与分布式BMS集成在一起并具有核心电池状态数据计算和存储功能,满足电池全生命周期管理,实现电池信息的全寿命周期的传承,可以方便地实现基于直接“模组复用”的梯次利用,使高效经济的梯次利用成为可能。高效电池一致性管理技术,实现了储能系统支路间及支路内电池的一致性管理和环流控制。根据储能系统特点和电池特性,采用顶层设计的方式,实现储能电池系统的运行管理、热管理及热失控管理,极大地提高了电池系统的可靠性、安全性,提高了电池系统的效率, 提高了储能系统的经济效益。

技术创新 9

单位:北京天诚同创电气有限公司

项目:天诚同创标准储能系统

01、项目介绍

天诚同创标准储能系统,通过标准化的概念,解决风光储配各种不同应用,备件不统一、系统寿命不一致带来的系统成本高的问题。用电池标准化、电力变换核心器件标准化、控制系统硬件标准化、备件标准化的方式解决以上问题,降低客户系统度电成本。

02、技术特点

标准储能系统,包含独立且标准的电池单元和电控单元,单元之间电气和通信接口统一,便于不同应用场景下的不同功率的组合配置;

标准储能系统可以灵活配置容量型、功率型和能量型控制系统,电控单元兼容调频、调压、调峰等控制模式, 且标准PCS十分便于扩展,冗余可靠性极高。

标准电池单元包含标准电柜和标准电池集装箱,具备到电芯级别的高精度、高智能的采样和保护系统。电池单元电气和通信接口标准化,十分便于扩展和运维。

同时控制系统具备负荷预测和管理、并离网切换、孤岛运行管理的功能。

并离网运行工况下,电控单元可集成超级电容,解决不平衡负载以及电能质量对电池的影响,提高电池寿命。

技术创新 10

单位:中天储能科技有限公司

项目:大型储能系统安全稳定控制技术

01、项目介绍

中天科技大型储能系统采用了多重安全控制技术,由单元到系统逐级考虑安全性,并已通过了南德TUV系统级安全认证,具有高度的安全可靠性。系统可以实现故障电池簇的自动切除,且维护后的电池簇可以自动并联运行, 实现系统不间断运行,减少停机现象,保证系统安全性。

02、技术特点

该系统PCS采用多种安全可靠的技术:Ⅰ.基于并网开关强制关断策略的主动孤岛控制策略;Ⅱ.基于相位超前控制方法实现相位同步的重复并网控制技术;Ⅲ.基于相角补偿阻抗控制策略的稳定性控制技术;Ⅳ.并离网的无缝切换等。

同时EMS不仅能控制系统的运行策略,还可以联合控制空调和消防系统,对重要的断路器等元器件进行状态监控,使系统实现一体化控制,从而更加高效地响应发生的事件,保障系统的安全稳定运行。

财经视角|2018储能技术创新典范TOP10及储能技术发展趋势

储能技术与产业现状及发展趋势

近年来,随着环境问题日益突出,推进能源消费向低碳化和清洁化方向发展已成为全球重要共识。各国为推进能源消费结构调整,纷纷加大政策扶持力度,使得全球新能源产业取得长足发展,装机容量不断攀高,同时,技术成本也在快速下降,投资回报率稳步上升。2015年尽管受到化石燃料价格大跌的不利影响,全球新能源投资却首次超过了化石燃料投资,可以看出能源供应的多元化趋势并没有因为低油价削弱,反而在持续加强。

当前在全球倡导大力发展清洁能源的时代背景下,开发能量密度更高、循环寿命更长、系统成本更低、安全性能更好的储能技术已经成为各国研究支持计划的一个重要方向。在可再生能源产业、电动汽车产业和能源互联网产业快速发展的推动下,储能产业有望呈爆发性增长态势。目前的电池储能成本、能量密度距离人们的期望值还有一定距离,从当前的研究成果来看,电池技术有望迎来重大突破,市场前景广阔。不过,作为一个新型产业,储能产业的发展还在面临一些体制机制性问题。

中国化学与物流电源行业协会秘书长刘彦龙表示,国内储能产业仍处于起步阶段,产业集中度不高、基础研发与核心技术投入不足、成本优势与产业政策落地细则不明朗,这既需要优质企业能够做好前瞻布局,也需要整个产业链上下游协同发力和政府部门的大力支持。

刘彦龙介绍,在国际方面,英国、美国、韩国、德国调频市场、东南亚及非洲微电网市场,日本用户侧市场、澳大利亚及欧美户用储能市场正不断延伸,更多细分市场如岸电改造、分布式光伏加储能、综合能源服务、工业节能、数据中心、通信基站、应急电源等领域不断涌现储能商机。

文章来源:中关村储能技术联盟

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