3.7 储能系统
3.7.1 离网光伏幕墙系统应配置储能装置,并应满足向负载提供持续、稳定电力的要求。并网光伏幕墙系统可根据用户需求配置储能装置的容量。
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3.7.1储能系统是离网光伏幕墙系统的必要配置,目的是为了满足向负载提供持续、稳定电力的要求;并网光伏幕墙系统仅在用户有需求时配置一定容量的储能装置,目的是为了改善光伏发电系统输出特性,包括平滑输出功率曲线、电力调峰、应急供电等。
3.7.2 离网光伏幕墙系统储能电池组容量应根据负载功率、额定电压、工作电流、日平均用电时数、连续阴雨天数、储能电池的类型及其电特性等参数确定。储能电池的总容量可按下式计算:
式中:Cc——储能电池总容量(kWh);
D——最长无日照期间用电时数(h);
F——储能电池放电效率的修正系数,通常为1.05;
P0——负载功率(kW);
U——储能电池的放电深度,通常为0.5~0.8;
Ka——综合效率系数,包括储能电池的放电效率,控制器、逆变器以及交流回路的效率,通常为0.7~0.8。
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3.7.2离网光伏幕墙系统储能电池组容量受多种因素的影响,其中主要因素为日平均用电量、连续阴雨天数、储能电池的类型及其电特性等参数。本条给出了离网光伏幕墙系统储能电池组容量的确定方法。
本条中,储能电池总容量Cc的计算考虑了环境温度对其容量的影响,并可根据储能电池供应商提供的“温度-容量”曲线进行修正。
最长无日照期间用电时数D也即当地最大连续阴雨用电时数。对供电要求不严格的负载,设计时可适当减少自给时数,一般可取(3~5)天的用电时数,通过调节用电需求来满足供电。
储能电池的放电深度U通常取为0.5~0.8。放电深度的选取涉及电池成本与寿命的平衡。一般而言,浅循环蓄电池的最大允许放电深度为50%,而深循环蓄电池的最大允许放电深度为80%。根据测算和实际运行经验,较为适中的放电深度是50%。国外有关资料称50%的蓄电池循环放电深度为最佳储能-成本系数。
Ka是包含了储能电池放电效率,控制器和逆变器效率,以及交流回路损耗的修正系数。储能电池的放电效率与放电速率有关,放电速率越快,效率越低,具体数值可查产品说明书或手册确定;交流回路线路损耗不大于3%;控制与逆变器的效率一般为85%左右,具体数值可查产品手册。
3.7.3 储能电池宜根据储能效率、循环寿命、能量密度、功率密度、响应时间、环境适应能力、技术条件和价格等因素选择,并应符合下列规定:
1 应符合国家现行相应产品标准的规定;
2 宜选用循环寿命长、充放电效率高、自放电小等性能优越的储能电池;
3 宜选用大容量单体储能电池,减少并联数;
4 储能电池串并联使用时,应由同型号、同容量、同制造厂的产品组成,并应具有一致性。
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3.7.3储能电池一般采用铅酸电池、磷酸亚铁锂电池等。铅酸电池技术成熟、价格低,但寿命短,实际使用寿命为(2~3)年。磷酸亚铁锂电池单位价格高,但寿命长。
铅酸蓄电池、锰酸锂蓄电池、磷酸亚铁锂蓄电池应分别满足国家现行标准《储能用铅酸蓄电池》GB/T22473、《锰酸锂蓄电池模块通用要求》JB/T11139、《磷酸亚铁锂蓄电池模块通用要求》JB/T11140的要求。
一致性要求是储能电池组的一项重要指标。一致性较差时会极大地影响储能电池组的寿命和输出。锂离子蓄电池应满足《锂离子蓄电池总成通用要求》JB/T11137-2011第5.2.2条规定的一致性要求。其他产品应满足相应的标准要求或用户要求。
3.7.4 储能系统应具有电池管理系统。采用在线检测装置进行智能化实时检测,应具有在线识别电池组落后单体、判断储能电池整体性能、充放电管理等功能,宜具有人机界面和通信接口。
3.7.5 充电控制器应具有短路保护、过负荷保护、过充(放)保护、欠(过)压保护、反向放电保护、极性反接保护及防雷保护等功能,必要时应具备温度补偿、数据采集和通信功能。
3.7.6 储能系统的标称电压宜为DC 12V、24V、48V、110V、220V或500V。