儲能系統工程的案例
2024青島國際光伏儲能展(儲能產品-儲能設備-儲能系統展會)
4.光伏工程及系統
◆光伏系統集成、太陽能空氣調節系統、農村光伏發電系統、太陽能檢測及控制系統、太陽能取暖系統工程、太陽能光伏工程程序控制和工程管理及軟件編制系統
5.太陽能與綠色建筑
◆太陽能熱利用、太陽能光伏、光熱發電、太陽能制冷系統及設備、太陽能燈具及建筑材料、LED 技術及產品、太陽能配件、綠色建筑節能產品、綠色新型建筑材料。
6.充換電及配套設備
◆充電樁、充電站、充電站配電設備、停車場充電設施及智能監控設備等；電動汽車儲充換電站、光儲充一體化解決方案等。
7. 風能風電及氫能源展區
展位收費標準
○ 國際標準展位3m×3m國內企業： RMB7800元/個； 國外企業: ＄1800元/個；
展位配置：楣板制作、一桌二椅，5A/220v電源插座一個，日光燈二支、地毯、保潔；展位高為2.5米
○ 豪華標準展位3m×3m國內企業： RMB9800元/個； 國外企業: ＄2800元/個；
注：雙開口展位加收10%開口費用
○ 室內光地（36㎡起租） 國內企業： RMB 800元/㎡；
注：特裝空地不提供任何展具設施，展館收取的特裝管理費、水電費由展商及其特裝承建商自理。
展開 斯柯達與IBG ?esko利用舊電池開發儲能系統 最高可儲能328 kWh
蓋世汽車訊 據外媒報道，大眾汽車集團子公司斯柯達汽車與捷克科技公司 IBG ?esko合作，使用電動汽車舊電池（second-life batteries）推出一種智能儲能系統。目前，該系統已部署于斯柯達各經銷商。
該系統使用的廢舊電池來源于純電動SUV斯柯達ENYAQ iV，以及插電式混動車SUPERB iV和OCTAVIA iV，并能持續發電。此外，該系統還可以使電動汽車充電快速靈活，使經銷商可將儲存電力用于展廳照明和車間空調。
（圖片來源：斯柯達）
據悉，該項目已在布拉格進行成功試點，斯柯達的簽約經銷商現已可使用該儲能裝置。截至目前，斯柯達已收到來自捷克、德國、荷蘭和斯洛伐克經銷商的160份預訂單。
若采用容量為13 kWh的插電式混動汽車SUPERB iV和OCTAVIA iV的電池，該儲能系統最多可容納20塊；若采用容量為82 kWh的純電動SUV ENYAQ iV的電池，該儲能系統最多可容納5塊。該系統的總容量最高可達328 kWh，可為傳輸功率達150千瓦的快速充電站供電。
該儲能系統可以臨時存儲斯柯達經銷商光伏系統產生的所有剩余綠色電力。無論天氣或當地電網的當前負載如何，這些電力都可以隨時以全傳輸功率使用。此外，該儲能系統可大可小，若需要，僅通過簡單幾步就可更換電池。未來將會打造4,000多個這樣的可持續動力裝置。
該儲能系統的核心是斯柯達ENYAQ iV或插電式混動車型SUPERB iV、OCTAVIA iV和OCTAVIA RS iV的電池。
展開 儲能系統的“神經中樞”
一、從概念來看EMS和BMS哪里不一樣
EMS是儲能的能源管理系統，它一般是指針對鋰電池儲能電站推出的調控一體化能量管理系統，實現了實時監控、診斷預警、全景分析、高級控制功能，滿足運行監視全面化、安全分析智能化、全景分析動態化的需求，保證儲能電站安全、可靠、穩定運行。
EMS（Energy Management System，能量管理系統），是儲能系統的決策中樞，充當 “整個神經系統”的角色。能量管理系統包括電網級能量管理系統和微網級能量管理系統，儲能系統中提到的EMS一般指微電網級。
BMS是Battery Management System的縮寫，意思為電池管理系統。BMS作為電池管理的決策系統，我把它比喻為儲能系統的大腦，EMS一般作為儲能系統與更上一層（如電網）信息系統交互的樞紐。EMS能源管理系統適用于儲能站、微電網、新能源儲能一體化等類型項目的系統監控、功率控制及能量管理的監控系統，實現對儲能電站BMS和PCS的集中監控，統一操作、維護、檢修和管理，實現故障的快速切除、在負荷高峰時緩解電網壓力、降低電網運行成本、提高經濟效益。
儲能系統通過BMS參與對儲能電池的決策與管理，BMS擔任儲能系統中的感知角色，主要功能是監控電池儲能單元內各電池運行狀態，保障儲能單元安全運行。儲能系統通過EMS參與電網 調度、虛擬電廠調度、“源網荷儲”互動等。一個管儲能系統的“內政”，一個管儲能系統的“外交”。
二、EMS的架構和BMS的架構不同
EMS的架構主要包括設備層、通訊層、信息層和應用層。
展開 內外進化 儲能系統的N種“打法”
在儲能電柜模塊，寧德時代配備了首款長壽命高溫電芯，系統循環壽命可達15000次。在光儲變流器模塊，寧德時代為每一個組串式光儲變流器都配備了儲能電池，對光伏組件輸出功率進行實時調節。
寧德時代還首創本地能量管理系統（Local EMS），搭載于每一個組串式光儲變流器中，一方面可實時與上層管理系統通訊，另一方面可實時識別儲能電池能量分配需求，實現毫秒級響應，輸出功率“零”偏差。
另一個重磅玩家——天合儲能亦在此期間對外推出搭載高溫電池的無空調儲能系統。
天合儲能將圍繞高溫鋰電材料體系、系統結構、均溫控制重新設計。在電池開發上，天合儲能開發出耐高溫鋰電池；在系統方面，持續優化大型儲能的倉體結構，比如打造通風效果良好的全通暢系統。
寧德時代、天合儲能的無空調儲能系統，核心均在與電芯，試圖從電芯角度定義系統，為項目建設提供更具價值更安全的儲能產品，助力實現電力在發電側、電網側以及用戶側的穩定運行。
除了電芯材料變革外，亦有從結構尺寸來主導儲能系統進化。
該路線主要以比亞迪、蜂巢能源等為例，刀片工藝等亦將重新“定義”儲能系統。
5月24日，比亞迪推出首款集成刀片電池的儲能系統“比亞迪魔方”。
據悉，比亞迪魔方無模組、無PACK、直接集成到系統，可降低約36%的零部件數量，提升約98%的空間利用率，加大約30%的結構強度。同時，可通過靈活組合，適用于工商業儲能、電站級儲能等應用場景。
5月24日，蜂巢能源發布了儲能專用場景的系列短刀電池，包括L500型325Ah電力儲能專用電芯、L600型124Ah工商業儲能專用電芯、L600型168Ah家庭儲能專用電芯等系列產品。
展開 
特斯拉的個人儲能系統Power wall
研究儲能系統，需要花很多時間。從技術、市場和未來的需求等方面，有很多持續的內容可以整理。
今天花一些時間來重點探討特斯拉個人儲能系統Power Wall。總體來看，特斯拉的Powerwall儲能系統在太陽能領域產生了巨大影響，推動家庭儲能成為一種主流選擇。
備注：看特斯拉的產品線，有點可以拿來和蘋果的產品線比較的。
一、Power Wall的歷史和規范
圖1 從Power Wall 1到Power Wall+
特斯拉發布了第一代 Powerwall，這種集成的儲能系統電池容量不算大，為 6.4kWh。
第二代 Powerwall 2 的存儲容量增加了一倍以上，并包括一個集成的電池充電器。
2021年5月特斯拉對這種產品進行了更新Powerwall+（plus），這套系統本身沒有改變，但是從Powerwall 2電池系統，集成了太陽能逆變器，使其成為一個完整的多合一太陽能存儲系統。
以下是系統的參數，我做了一些初步的整理和對比：
表1 Power Wall的基本參數和價格
圖2 第一代Power Wall的連接方式
圖3 第二代Power Wall連接方式
圖4 第三代Power Wall的連接方式
從一代到二代的迭代變化最大，這里有幾個內容：
（1）Tesla Powerwall 2 當時采取的也是完整液冷系統，來對家庭儲能系統進行熱管理，采用了一個完全密封的液體冷卻劑系統（包含2.3 升液體冷卻劑）。這其實具備了更高溫度運行的可能性，提高了整體的循環次數。這套熱管理系統其實和汽車的系統相似，可以具備加熱和冷卻的功能。
展開 高防護戶外儲能柜散熱系統優化設計
儲能作為智能電網的中間調節環節，可實現電網削峰填谷，提高電力設備的利用率和電網穩定性，保證電網的安全可靠。隨著儲能設備需求的旺盛，定制化的要求也越來越多。如何快速響應市場需求，以價格更低、性能更可靠的儲能設備提高市場的占有率越發顯得重要。目前，儲能市場的競爭日趨激烈，降本增效勢在必行。儲能設備散熱系統的合理化設計，仍是結構設計的核心技術難題。本文運用熱仿真軟件分析對比了散熱系統的3種送、回風方式的散熱效果，并通過
高溫箱模擬高、低溫進行熱測試，熱仿真
與熱測試相結合，以最快的速度、最低的成本實現散熱系統的優化設計。
1 高防護戶外儲能柜散熱系統優化設計及對比
本文所提及的產品是容量為100kW·h的高防護戶外儲能柜，其防護等級可達IP55。該柜創新地采用組合式散熱系統，其中對溫度和環境敏感度高的電池艙采用空調散熱系統，對溫度和環境敏感度低的配電艙采用風冷散熱系統。由于風冷散熱系統的設計較為成熟，且成本已壓縮到極限，因此此次組合式散熱系統的優化設計只針對電池艙的空調散熱系統進行。電池艙優化共設計出3種方案，通過熱仿真軟件Flotherm進行分析對比，擇優選用。
3種方案中電池艙的結構形式均相同，其中空調散熱系統所需制冷總量C的理論計算公式為:
式中:Ch為元器件發熱功耗，W；Cs為環境滲入(出)熱量，W；Cr為太陽輻射熱量，W。將Cs=117.2W、Cr=277.5W、Ch=1000W代入式(1)，得C=1394.7W，因此電池艙空調需選擇制冷量為1.5kW的工業空調。
展開 儲能系統集成解決方案
儲能系統集成解決方案
儲能系統中變壓器常見失效分析
儲能系統中變壓器常見失效分析
摘要
介紹了變壓器在儲能系統應用中的常見故障及形成原因，提出了變壓器選型設計要素，為儲能系統變壓器設計選型提供一些參考依據。
鋰電儲能系統熱失控防控技術研究進展
2.3 電信號
電信號為電池管理系統時刻監測的重要信號，而對熱失控時電信號變化的研究是預警的關鍵。Feng等用大型加速量熱儀對大容量鋰離子電池的研究表明，電壓下降和溫度上升之間具有時間延遲，大約為15 s。同時，通過小電流脈沖充放電法發現隨著電池溫度的升高，電池的電阻逐漸增加。Ren等深入研究了這個現象，揭示了內短路導致的電信號變化和熱失控導致的溫升現象之間的關系。BMS內置的電壓傳感器可以很好地監測電池的終端電壓。一旦檢測到異常信號，可以很快發出警報。電壓監測的優勢是能夠定位模組內有故障的電池。同時，儲能電站電池數量巨大，需布置更多電壓傳感器，導致較高的計算成本。目前儲能電站的監測預警設備主要是煙霧報警器和溫度傳感器。現有的研究表明，基于溫度的熱失控監測預警方式無法根據表面溫度判斷電池是否發生熱失控從而預測內部溫度。煙霧探測技術是熱失控孕育到一定程度才會預警，此時已經有發生火災的趨勢。VOC氣體探測則無法鑒別該氣體是漏液故障還是熱失控氣體排放。綜上可知，對于熱失控早期預警技術新方法的研究不多，且信號處理、成本和工程布置也是一大難題，僅憑單一參數預警使得誤報率始終較高，未來需要開發多參數耦合預警技術實現對熱失控早期的精確識別。
3 鋰電儲能系統熱失控抑制和滅火、抑爆技術
儲能電站鋰離子電池電池簇在單預制倉儲室內排列緊密，電池簇內的電池高度密集，很容易形成熱失控擴展蔓延的情況，此時難以散熱，熱量和可燃氣體會慢慢積累；若可燃氣體擴散、運移后在受限空間積聚，則很容易在延遲點火后發生爆炸。因此，電池燃燒火災是能維持高溫的氣體火災。從電池化學體系和熱失控自生熱特性來看，電池火災是含能材料自反應的熱氣致燃。基于前述的熱失控演化過程3個階段和6個過程采取針對性防控措施非常關鍵。
3.1 熱失控抑制技術
現有的熱失控抑制技術主要集中在冷卻和阻隔兩方面。
展開 儲能系統熱損耗及制冷空調設計選型計算書 ￥20
儲能系統熱設計過程，涉及一個方面，本案例分別展開介紹：
1、熱負荷，考慮不同倍率的電芯發熱功率、電氣熱損耗、太陽熱輻射、隔熱設計等
2、空調制冷量校核，要注意工況點
3、循環風冷計算，此部分要區分系統PQ曲線和風機PQ曲線的區別
4、制冷溫度計算，作為后續熱設計的輸入
5、熱管理控制邏輯和熱測試驗證環節
淺談儲能電池資產和（電力）交易系統
最近看到一個很有意思的東西，特斯拉正在建立一個交易員團隊來面向未來交易能源（電力），這個平臺叫Autobidder 平臺，可以對能源進行實時交易和控制，如 Tesla 的 Powerpacks、Powerwalls 和 Megapacks，通過機器學習進行優化，以更好地利用資產并更直接地將資產貨幣化，目前已經管理了超過 1.2 GWh的儲能。
圖1 特斯拉的Autobidder 平臺，實時交易
一、特斯拉的虛擬電廠
特斯拉的做法，其本質上是把能源體系做在了一起。背景是加州的高溫增加了對于電網的需求，而干旱影響了水電的輸出，特斯拉的做法是希望通過自己的系統，把在加州的 Powerwall 用戶群集中起來，在需要時釋放儲能電池系統的部分能量以幫助電網。
備注：特斯拉虛擬電廠目前是一項支持加州電網的公益計劃，沒有提供用戶激勵，未來可能會有。
圖2 特斯拉的虛擬電網的應用
從大的邏輯上來看，特斯拉在逐步把車輛電池（暫未接入）、Powerpacks、Powerwalls 和 Megapacks統籌作為儲能電站，在電網有需求的時候，通過能源（電力）交易的模式來調度。
我們可以理解隨著特斯拉在國外和電網進行耦合，通過經典統計學、AI機器學習和數值優化，目標是對電力價格預測、電力負荷預測、發電量預測、調度優化，然后實現智能出價。這套系統未來是把儲能資源通過交易系統盤活，來增加儲能系統未來的前景。
從邏輯上來看，中國這樣的電力很強大的國家，相對交易空間比較窄（只是相對，隨著大量的可再生能源上網，交易也玩得轉），但是在歐美這樣的地方，瞬態的價格波動，就能把電池的資產成本賺回來。
展開 
儲能電池系統熱失控安全監測傳感器解決方案
實現“雙碳”目標，能源是“主戰場”，電池儲能是一種實現綠低碳最為行之有效的辦法，電池儲能市場也迎來了新的拐點。自儲能產業的發展被提上日程以來，儲能電池市場呈現了指數型增長的態勢，甚至電池儲能市場出現了供不應求的局面，隨著電池儲能系統裝機量的增加，寧德時代、中航鋰電、比亞迪等電池企業也在儲能應用板塊持續加碼，迎接萬億市場的到來。
電池儲能快速增長，安全問題不容忽視
電池儲能的快速發展對于構建新型綠色能源，實現“碳中和”目標有著積極的推動意義。但是安全問題似乎又成為了限制電池儲能行業發展的一大因素.
新型儲能是指除抽水蓄能以外的其他新型的電化學儲能、物理儲能和電磁儲能技術。截至2021年底，中國新型儲能裝機2.4GW，占儲能裝機總容量的12.5%，其中鋰離子電池儲能占新型儲能的89.7%，是當前發展最快速、應用最廣泛、相對成熟的新型儲能技術路線。然而，鋰離子電池儲能電站火災爆炸安全事故時有發生，已成為制約電池儲能規模化發展的主要障礙。據不完全統計，從2011年至2021年，全球儲能安全事故共發生50余起，其中事故起數排名前4位的是：韓國30余起、美國10余起、中國4起、澳大利亞3起。2022 年 1-5 月， 全球就已經發生了 17 起以上的儲能著火事故。國內在電池儲能站快速發展的同時，由于 電池、PCS 質量問題或者系統集成商施工能力良莠不齊，電池儲能火災隱患較為嚴重， 起火事故頻繁。鋰離子電池儲能安全問題是世界性難題，也成為建設新型電力系統安全難題。
通過對儲能事故分析發現，造成事故的主要因素有以下幾點：鋰離子電池熱失控。儲能電池單體因質量缺陷、機械損傷、受熱或外部短路等導致鋰離子電池內短路，引發電池熱失控起火，在熱濫用的作用下，整個電池模組和電池簇被點燃甚至發生爆炸。
什么是電池熱失控？
展開 CO傳感器應用于集裝箱儲能系統中
什么是集裝箱儲能系統？
采集儲能集裝箱內的儲能PCS逆變器、電池組BMS信息、配電柜信息、空調門禁等輔助監控信息；集中數據進行界面展示。采集儲能集裝箱相關的源、荷電力信息（風、光、電網為源；用電側為負荷）。執行電網及云服務器調節命令。優化箱內儲能的充放行為、延長電池使用壽命。根據儲能箱不通應用場景，可選擇用戶側及發電側的儲能策略。隨著模塊化概念的提出和推進，集裝箱作為一種良好的載體，具有高可靠性、高便捷性、低功耗和監控完善的特點，因此成為模塊化建筑中重要的部件，各類集裝箱式儲能、集裝箱式數據中心、集裝箱式發電機組等等新型建筑物應運而生，地推動了模塊化建筑的發展。
集裝箱式鋰離子電池儲能系統的工作環境相對密閉，散熱條件有限，鋰離子電池在充放電過程容易造成熱量的積聚，特別是在極端工況條件下(如過充、短路、過溫等)，熱量的積累易導致電池溫度的急劇升高并發生熱失控，從而引發鋰離子電池起火事故。近年來，國內外鋰離子電池儲能電站火災事件時有發生。
目前，鋰離子電池火災特性及消防滅火介質研究方面，僅針對單個電池或電池模塊進行試驗研究。但集裝箱式鋰離子電池儲能系統通常由大量電池模塊串并聯而成，集裝箱式鋰離子電池儲能系統的火災燃燒特性、火災蔓延發展情況及火災燃燒規律更為復雜，不同于單個電池或電池模塊。針對單個電池或電池模塊的起火分析結果并不完全適用于集裝箱式鋰離子電池儲能系統。為了提高集裝箱式鋰離子電池儲能系統的整體安全性，避免儲能電站火災連鎖事故的發生，有必要開展集裝箱式鋰離子電池儲能系統火災特性試驗研究，弄清集裝箱式鋰離子電池儲能系統的火災特性，同時，為了開發適用于集裝箱式鋰離子電池儲能系統火災的滅火介質，有必要開發一種試驗裝置，以便于研究一種滅火介質或多種滅火介質耦合的滅火效果。
展開 液冷散熱式預制艙儲能系統冷卻液回路設計
培訓案例：
新能源汽車電池/儲能熱管理結構設計進階到高階-十大專題50個技術點掌握熱結構建模核心能力
STARCCM+動力/儲能液冷策略/MAP快充/soc熱源實時更新仿真方法
Fluent動力電池pack熱管理仿真分析案例分析-基于Fluent熱管理仿真分析
Starccm儲能風冷/液冷系統熱管理設計策略與仿真-十二大專題電池儲能熱管理設計仿真入門進階45講
詳細解讀：太陽能光伏儲能系統發電原理
一、光伏儲能系統介紹
太陽能光伏儲能系統，是由光伏設備和儲能設備組成的發電系統，將光伏發電產生的電能儲存起來，以便在需要的時候供應電力。
二、光伏儲能系統原理
光伏儲能系統主要包括光伏發電和儲能兩個過程：
1.光伏發電
光伏發電的主要原理是半導體的光電效應，光伏板（由多個光敏二極管組成）首先接收太陽光照射，可以將太陽光的能量轉化為電能。然后光子和光伏電池板上的材料相互作用，使得電子獲得足夠的能量躍遷至導帶。光伏電站經過光電效應產生的正負兩種載流子，被分離到不同的區域，然后形成電流，這個電流可以通過外部電路進行導電。逆變器將直流電轉換為交流電，并輸出給用戶使用或者饋回電網，從而實現光伏發電。
2.光伏儲能
（1）充電過程：太陽光照射到光伏電池板上，激發光伏電池中的電子，產生直流電能，通過逆變器轉換為交流電輸送到儲能設備中，如電池組。電池組會將電能儲存起來，以備后續使用。
（2）放電過程：當能量需求高于光伏發電系統當前產生的能量時，儲能系統會被激活。如果儲能系統中儲存有電能，逆變器會將儲存的電能從直流電轉換為交流電，以供應家庭或工業設備。儲能系統通過逆變器釋放儲存的電能，以滿足電力需求，這可以是在夜間、陰天或能源需求高峰期。
三、光伏儲能系統優勢
l 可再生能源利用：利用太陽能光伏發電，無需消耗化石能源，減少對環境的污染。
l 能源存儲：通過儲能系統，將多余的光伏發電產生的電能儲存起來，以便在需求高峰期供應電力，提高能源利用效率。
l 供電穩定性：儲能系統可以提供電力儲備，確保在光伏發電波動或停運時繼續供應穩定的電力。
l 能源調度靈活性：光伏儲能系統可以靈活進行能源調度，根據電網需求和用戶需求合理管理和利用儲能系統的電能。
展開 