用戶側(cè)儲能主要有工商業(yè)儲能和戶用儲能。目前戶用儲能度電成本在0.6元/度以上,國內(nèi)居民電價(jià)低且峰谷價(jià)差也低,主要客戶和市場是在歐洲、北美、澳洲等居民電價(jià)高的海外地區(qū)。工商業(yè)儲能系統(tǒng)在0.5元/度以上,主要應(yīng)用在電價(jià)較高,峰谷價(jià)差也較高的地方,市場應(yīng)用廣泛,方案也多種多樣,可根據(jù)應(yīng)用場景選擇。
從結(jié)構(gòu)上分,儲能產(chǎn)品有集裝箱或預(yù)制艙,戶外柜式或者戶內(nèi)柜式;按冷卻方式分,有風(fēng)冷和液冷兩種;按照電氣結(jié)構(gòu)分類,有集中式和組串式兩種;按儲能系統(tǒng)分類,有設(shè)備和電池分體式和設(shè)備和電池一體式兩種,按電壓等級,有1000V系統(tǒng)和1500V系統(tǒng)兩種;接照能量匯集點(diǎn)分類,有直流耦合和交流耦合兩類。
大/中型儲能產(chǎn)品,目前以集裝箱或預(yù)制艙的結(jié)構(gòu)形式為主,一般應(yīng)用在電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè),少部分應(yīng)用在用戶側(cè),冷卻方式由風(fēng)冷逐漸過渡到液冷,電氣結(jié)構(gòu)是集中式為主,組串式儲能也在逐漸加入,電壓逐漸以1500V為主,以交流耦合的方式為主。
工商業(yè)用戶側(cè)儲能的收益模式就是峰谷套利,滿充滿放;充放電量越多,收益越大;能量轉(zhuǎn)換效率越高,損耗越小,收益也越大。所以用戶側(cè)儲能系統(tǒng)設(shè)備用組串簇控式的儲能集成系統(tǒng)比集中式的儲能集成系統(tǒng)收益率要高。組串簇控式儲能系統(tǒng)每簇的電量有效利用率高,無木桶短板效應(yīng);簇間無并聯(lián),沒有環(huán)流,能量轉(zhuǎn)換效率高。
分布式小型儲能柜由于分散布局,考慮維修售后成本高;需求采購量小,所以相關(guān)器件和整體系統(tǒng)的單價(jià)要高些。目前小型儲能戶外柜的市場售價(jià)預(yù)估大概在1.6元/Wh。集中式的儲能系統(tǒng)售價(jià)在1.1?1.2元/Wh(幾十MWh的采購量)。
All in One交直流一體化儲能集裝箱系統(tǒng)。一簇電池對接一臺PCS,簇控式管理。電池電量有效利用率高,無簇間并聯(lián)環(huán)流,單級DC/AC變流單元,能量轉(zhuǎn)換效率高。組串模塊機(jī)內(nèi)部不含直流開關(guān)和熔斷器以及交流斷路器。放在外部集成,根據(jù)技術(shù)要求靈活配置這些保護(hù)器件。PCS交流側(cè)配置支路斷路器(選配)和總斷路器(必配)。與集中式儲能系統(tǒng)比較,直流側(cè)省掉了直流匯流柜和PCS側(cè)直流端開關(guān)和熔斷器以及第三級BMS。兩種集成方式的差價(jià)在不斷縮小。但組串式儲能系統(tǒng)的收益要要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于集中式。集中式儲能系統(tǒng)的有效容量利用率(DOD)要比組串式儲能系統(tǒng)低7.5%。循環(huán)壽命預(yù)估也要低10%。
直流耦合
如下圖所示,光伏組件發(fā)出來的直流電,通過控制器,存儲到蓄電池組中,電網(wǎng)也可以通過雙向DC-AC變流器向蓄電池充電。能量的匯集點(diǎn)是在直流蓄電池端。
直流耦合的工作原理:當(dāng)光伏系統(tǒng)運(yùn)行時(shí),通過MPPT控制器來給蓄電池充電;當(dāng)用電器負(fù)載有需求時(shí),蓄電池將釋放電量,電流的大小由負(fù)載來定。儲能系統(tǒng)連接在電網(wǎng)上,如果負(fù)載較小而蓄電池已充滿,光伏系統(tǒng)可以向電網(wǎng)供電。當(dāng)負(fù)載功率大于光伏發(fā)電功率時(shí),電網(wǎng)和光伏可以同時(shí)向負(fù)載供電。因?yàn)楣夥l(fā)電和負(fù)載用電都不是穩(wěn)定的,要依賴蓄電池平衡系統(tǒng)能量。
交流耦合
光伏組件發(fā)出來的直流電,通過逆變器變?yōu)榻涣麟姡苯咏o負(fù)載或者送入電網(wǎng)上,電網(wǎng)也可以通過雙向DC-AC雙向變流器向蓄電池充電。能量的匯集點(diǎn)是在交流端。
交流耦合的工作原理:包含光伏供電系統(tǒng)和蓄電池供電系統(tǒng)。光伏系統(tǒng)由光伏陣列和并網(wǎng)逆變器組成;蓄電池系統(tǒng)由蓄電池組和雙向逆變器組成。這兩個(gè)系統(tǒng)既可以獨(dú)立運(yùn)行,互不干擾,也可以脫離大電網(wǎng)組成一個(gè)微網(wǎng)系統(tǒng)。
從目前已安裝的案例上看,用戶側(cè)儲能采用模塊化、組串式、交流側(cè)耦合的方案已成為一種趨勢,占據(jù)市場80%以上的份額,這種方案成本低,配置靈活,安全性高,適合于工商業(yè)并離網(wǎng)儲能電站,而直流側(cè)耦合集中式方案,接線簡單,系統(tǒng)穩(wěn)定,適合于中小型獨(dú)立電站。
原標(biāo)題:用戶側(cè)儲能的技術(shù)方案對比