随着新能源市场的内卷式竞争,为了尽量避免红海竞争,各个厂家都在思考如何提供最优的产品,个人相信最优的产品一定是结合系统应用的。对于我们技术体系人员来说,本着“人无我有,人有我优,人优我精”的想法,考虑到储能市场的广阔前景,便开始研究整个储能系统。本系列文章就是站在35kV侧的电力设备角度看整个储能系统的一些个人心得。本篇文章先分享我们在了解储能系统时遇到的电芯容量、电池簇、总电量等几个词汇之间的关系。

电芯容量,电池簇,总电量三者之间的换算关系:
我们都知道随着储能系统的容量增大,电芯容量也随之增大,在我们常接触的大储之电化学储能领域,电芯已经由前两年的280Ah增加到如今的314Ah,甚至在一些试点项目,电芯容量更大。这里只说开始批量应用的。
举例之前见到的配置描述“电芯容量为280Ah,电池簇为416串配置,其电量为0.372MWh”,也是基于此描述,有了写这篇文章的想法,相信对于不少电力人员有用,能够答疑解惑。具体解析如下:
1. 电芯:
电化学储能电站目前常用磷酸铁锂电池(三元铁锂多用于电子产品、电动车等),电芯容量为280Ah,额定电压3.2V(材料特性决定了其电压,三元锂一般3.6V,我们常用的UPS中的铅酸电池电芯电压一般为2V);电芯也是整体系统中相对核心的产品。
2. 电池包PACK:

电芯串并联之后形成PACK,形成可直接使用的模块。拿之前使用的280Ah电芯举例,PACK一般按串联设计,本次例子中就是1并16串,当然不同的产品路数、串并联方式等可能会有不同,我们只需记住“串联容量不变电压叠加,并联电压不变容量叠加”即可,根据这个规则,这样单个PACK规格便可计算得出:51.2V(3.2V×16)、14.336kWh(51.2V×280Ah)。
3. 电池簇:
多个PACK串联后形成电池簇,一般按1500V系统设计,这样电池簇电压范围需要在800V~1500V/1000V~1500V之间(与PCS直流侧电压范围匹配)。根据开头的问题可以推算出由此系统由26个PACK串联,串联后额定电压为1331.2V,额定容量为372.7kWh(1331.2V×280Ah),即0.372MWh;
说到这里,上面的配置描述涉及的数字之间的逻辑关系便一目了然了,电池簇基本功能也比较齐全了。下面继续向上追溯到整个电池系统,即电池堆和电池系统:

4. 电池堆和电池系统:
电池堆由连接在同一功率变换系统上的可整体控制功率输入、输出的电池集合;电池系统是由一个或多个电池包及相应附件(如管理系统、高压/低压电路、机械总成等)构成的完整能量存储装置。
比如,前几年常见的2.5MW/5MWh储能系统由2台1250kW PCS交流侧并联组成,此时单个电池堆规格为1.25MW/2.5MWh,配置7个电池簇,7个电池簇直流侧并联后接入统一的PCS(这里是25个PACK串联),电池堆容量为2508.8kWh;两个电池堆交流侧并联,即额定容量为5017.6kWh。然后再配之以相关的管理系统等便组成了电池系统。
好了,本篇文章的分享到此结束,下篇文章继续基于传统电力设备的视角看储能系统。