MW级集装箱式电池储能系统的研究现状与应用

摘要：mw级集装箱式电池储能系统在新能源、微电网、移动式电站等领域的应用愈加广泛。针对现阶段这一技术的发展现状，首先简述了集装箱式储能系统的概念，其次分析了电池储能相比其他形式储能方式的优势以及现代电力系统中电池储能技术的应用特点，*后以额定功率100kw可以运行15min的储能系统为例设计了1套储能系统温度控制系统。

关键词：mw级别集装箱式储能系统；基本概念；研究现状；温度管理系统

0引言

当前，随着新能源的使用规模不断扩大，储能技术特别是mw级电池储能技术取得了突破。mw级集装箱式电池储能系统兼具了储能容量高、运行可靠性、可操作性强以及普适应性强等诸多优势，因而在太阳能、风能、地热能等领域获得了广泛的应用前景。与其他储能电池技术相比，目前锂电池储能综合系统的设计研究已相对成熟，具有完整的上下游产业链，在实际运营中对于成本的控制有较大操作空间[1]。随着材料科学的发展，集装箱式电池储能系统具备了更大的容量、更便捷的操作性、更可靠的拼装扩容性，同时具有低污染、低噪音等一系列优势，成为了未来储能系统设计研究的重要方向[2]。

1应用研究现状

1.1储能方式对比

从原理角度考虑，能量储存方式包括抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能、超导储能、电池储能以及超*大容量电容器等。抽水储能就是将一定量的水抽取到更高位置，实现电能向势能的转换，把多余的电能储存起来；压缩空气储能指在负载用电量较小时，利用电动压缩机将空气压入储罐，等到负载用电需求变高时利用高压空气推动汽轮机进行发电，从而实现电能-内能-电能的循环转化；飞轮储能实质是动能与电能之间的转化，能够实现短时间充放电，但储能量较小，适合于短时间高功率变化率情况；超导储能对设备的技术要求较高，通过超导介质将富余电能在尽可能减少损耗的情况下以电磁场的形式储存起来。从电路原理来看，这一方式的能量转化速率*高，能够在较短时间内释放大量的电能，在智能电网中有很高的应用价值[3,4]。

1.2集装箱式储能系统特点及应用方式

通常来说，集装箱式储能系统往往容量很大，其典型功率大都达到mw级。在发电、输电、变电中，其设计持续运行时间一般都要求几十分钟至几小时。特别是在大规模风能、太阳能发电机组并网中，在实现电能输出的平稳性、降低电网供电峰谷差、均衡负荷、保护电网稳定性以及提高电能利用效率等方面，一般配置超大规模的储能系统[5-7]。集装箱式储能系统通过将电池管理系统、功率控制系统、热量控制系统等多个子系统以车载集装箱的形式集成综合能量管理系统对储能系统进行调控。以移动式电站为例，集装箱式储能系统接入配电网末端的结构如图1所示，用于提高配电网供电效能以及电能利用率，可以作为微电网中的分布式电源，与风电、光电及一些重要负荷连接于交流母线，实现与微网进行双向的能量交换，提高微网的稳定性。同时，移动式电站可以作为应急电源接入微电网，发挥备用电源的作用，如图2所示。