新能源如繁星般璀璨,在不同地域交织成电源网络的多样画卷,其电源类型、网架结构、负荷特性以及调度控制模式各具特色,电网强度参差不齐,犹如错综复杂的生命脉络,为电力系统的调节需求增添了无尽的不确定性。在“分层分区、就地平衡”的电网管理原则下,如何精准统计各类调节性资源储能对系统的支撑能力,量化调节资源的短板,进而科学配置储能等关键资源,已成为电力行业亟待解决的难题。

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2025第十五届中国国际储能大会暨展览会:全球储能展CIES
时间:2025年3月23-26日 地点:杭州国际博览中心
主办单位:中国化学与物理电源行业协会
展位预订手机号:李想 158---2169---3533(VX)
展览范围
1、储能产品:压缩空气储能、抽水蓄能、超导电磁储能、飞轮储能、蓄热/蓄冷储能、蓄氢储能及其他可用于插电式电动车的储能技术;各类蓄电池(镍氢电池、锂离子电池、锂聚合物电池、铅酸蓄电池、智能电池、钠硫电池)、储能电源、超级电容器、可再生燃料电池、液流电池等;
2、储能设备及材料:正极材料;负极材料;电解液、电解质;隔离膜;集电体;顶板;安全阀;电极箔;绝缘管;活性炭离子水溶液;吸氢合金;石墨烯材料等电池相关材料;
3、储能系统及解决方案:BMS电池管理系统;PCS储能逆变器、换热器设备;电动汽车充换电站及相关配套设施;储能电池管理系统、能源监控管理系统、能源互联网技术、离网型家用储能系统、并网储能系统、锂电UPS系统、大功率器件集成、PACK整体方案等;
4、相关应用:风(光)储充一体化项目、微网项目、源网荷储一体化项目;大型储能项目、工商业储能项目、家庭户用储能项目;通信基站、交通信号灯、路灯、景观灯等场景用储能电池及EPC工程等;
5、检测及运维:储能设备检测与认证、储能电站安全与运维等。

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通过梳理相关的规程规范,结合储能系统变压器工作特点,重点对储能系统变压器冷却方式、能耗等级和容量选择进行说明。
一、在国内,对于变压器的冷却方式选择,我们必须尤为谨慎。与海外项目所享有的自由性不同,我国一般更倾向于选择干式变压器而非油浸式变压器。这主要源于油浸式变压器在发生故障、产生电弧时,其内部的绝缘油会经历热分解过程,进而释放出氢气、甲烷、乙烯等易燃气体,这无疑增加了燃烧和爆炸的风险。
鉴于锂离子电池储能电站对防火安全有着严苛的要求,我国锂离子电池储能项目大多青睐干式变压器,并配备风机进行散热。干式变压器作为无油设备,在安全性方面更胜一筹,堪称防火的“守护者”。
然而,油浸式变压器在造价、能耗以及环境适应性等方面亦有其独特的优势。因此,在严格确保满足防火要求的前提下,储能系统同样可以考虑选用油浸式变压器,以充分发挥其各项优势,实现经济效益与安全性的双赢。
总的来说,在国内锂离子电池储能项目中,选择何种冷却方式的变压器,需综合考虑安全性、经济性和环境适应性等多方面因素,确保在满足防火要求的同时,实现项目的稳定运行和可持续发展。
二、变压器能耗等级,犹如衡量其节能性能的标尺,精准刻画着每一台变压器的能效表现。其损耗主要包括空载损耗(亦称铁耗)与负载损耗(又称铜耗),这两者宛如变压器的“呼吸”,无声无息中却对储能电站的效率产生深远影响。
能耗等级的选择,如同在经济与效率的天平上寻找平衡,需经过精细的比选,确保既符合经济实际,又能满足效率要求。而这一切,还需严格遵循国家标准的指导,确保每一步都走得稳健而有力。
国标《电力变压器能效限定及能效等级》如同一本能效的宝典,将变压器的能耗等级划分为三个层次。其中,1类能效如同璀璨的明珠,高居能效之巅。以35kV储能用3150kVA干式变压器为例,1级能耗等级的变压器,其绝缘耐热等级达到F级,空载损耗和负载损耗分别仅为3.5kW和22.1kW;而相比之下,3级能耗等级的变压器,虽然同样拥有F级的绝缘耐热等级,但其空载损耗和负载损耗却分别高达4.3kW和24.5kW。
倘若我们按每天两充两放、年运行330天的实际使用情况来计算,选择1级能耗等级的变压器,每年可节约电量高达1.4万度左右。这一数字的背后,不仅代表着能源的节约,更意味着储能电站综合效率的提升和运营成本的降低。
因此,选择高能耗等级的变压器,就如同为储能电站注入了一股强大的动力,推动其在节能降耗的道路上阔步前行,为未来的可持续发展奠定坚实的基础。
三、变压器容量的选择,犹如一场精心策划的交响乐,既要与主旋律——PCS的额定功率和谐共鸣,又要兼顾其他音符——辅助用电损耗、过载运行等要求的微妙变化。在这个乐章中,变压器的额定容量,就像一位舞者,轻盈地穿梭于各种要求之间,力求完美呈现。
一般而言,这位舞者的身姿——即变压器的额定容量,应当不小于它所承接的PCS额定功率的1.05倍,这是为了确保其能够在长期的舞蹈中,稳定而优雅地展现自己的风采,满足变压器的长期安全运行要求。
而变压器本身所具备的短时过载能力,就像是舞者偶尔的即兴发挥,为这场交响乐增添了更多惊喜和变化。在行业设备价格“内卷”的态势下,压减变压器成本成为了实现“降本”目标的重要手段之一。
然而,正如一场交响乐不能仅靠主旋律支撑,变压器的选择也不能仅仅追求成本的压缩。以常用的集中式储能为例,当两台额定功率为1725kW的PCS通过一台双绕组变压器升压时,部分厂家选择3450kVA的变压器,虽然看似节约了成本,但这样的选择却如同舞者失去了足够的舞台空间,长期运行下来,难免会对变压器的稳定运行造成影响。
因此,在变压器容量的选择上,我们既要考虑到成本的节约,更要兼顾其运行的稳定性和安全性。只有这样,我们才能在这场交响乐的演奏中,既享受到美妙的旋律,又确保每一个音符都能够准确无误地呈现。
此外,储能系统变压器选择还需考虑额定电压、短路阻抗、分接范围、联接组等参数技术要求,例如变压器低压侧额定电压需与PCS交流侧额定电压相匹配,变压器高压侧电压需与主变低压侧电压相匹配;变压器联接组主要采用Dy11接线组型式。变压器作为储能系统中的“常规设备”,行业会“经常性”忽视其选型及技术要求,由于变压器选型不当造成项目中频频出现故障甚至事故,通过分析储能系统变压器关键参数确定变压器选型依据,保障储能系统全寿命周期安全经济和高效稳定运行。

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储能,这一电力领域的新星,被寄予厚望,它在新型电力系统中扮演着不可或缺的角色,如同乐队的指挥,引领着调峰、一次调频、二次调频、备用、爬坡、黑启动等多样化乐章的和谐交响。然而,当前行业布局尚缺乏高屋建瓴的顶层规划,新能源侧储能的部署往往局限于一定比例和时间的“硬性配备”,未能从电力系统的全局视角统筹考虑需求与布局。
各地区、各应用场景下的储能技术,其应用功能、运行模式和调用策略仍在探索中,尚未达到炉火纯青的境地。储能设备的性能与安全性也时常受到质疑,如同新生儿般脆弱,需要呵护与完善。而投运项目的整体利用率偏低,更是让人们对储能的利用价值产生了疑虑。
为了充分发挥储能对电力系统的支撑作用,挖掘其潜在价值,我们在电力系统中必须寻求科学合理的储能配置之道。特别是在不同应用场景下,针对储能的调峰、调频等需求,提出具体配置原则,深入分析不同应用场景下的储能配置方法,如同精心雕琢的匠人,细致打磨,以期达到电力系统的和谐共鸣,共同奏响绿色能源的美好乐章。

2025第十五届中国国际储能大会暨展览会:全球储能展CIES
时间:2025年3月23-26日 地点:杭州国际博览中心
主办单位:中国化学与物理电源行业协会
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