支撑中国持续领跑储能赛道，ABB技术铸就安全可靠基石
- 2022/9/15 18:38:34 10349
- 来源：ABB
【仪表网 仪表企业】毋庸置疑，为实现电力系统的深度脱碳，全球能源结构加速向低碳化转型，可再生能源的规模化利用是根本路径。但新能源发电的波动性、不确定性显著，加上当前电力系统存在灵活性不足、调节能力不够等短板和问题，成为阻碍可再生能源规模化覆盖的"阿喀琉斯之踵"。
储能，作为一种灵活调控工具能有效应对上述挑战，是可再生能源装机占比不断提升的重要支撑。储能技术实现了新能源发电与电力负荷在时间上的解耦，解决了清洁能源波动性与间歇性瓶颈，在配电侧实现动态平衡，成为新型电力系统"源网荷储"的基本要素，被业界誉为未来能源电力系统的"龙脉"产业。
国家发改委、能源局于今年初印发《"十四五"新型储能发展实施方案》中也强调以示范试点项目推动新型储能产业化，到2025年新型储能步入规模化发展阶段，到2030年新型储能全面市场化发展，基本满足构建新型电力系统需求。据中国化学与物理电源协会发布的《2022储能产业应用研究报告》显示，2021年全球储能市场装机功率约为205.3GW，其中中国储能市场装机功率便达43.44GW。近日，ABB电气对国内电气储能行业发展进行了分析，并提出相关解决方案。
ABB电气储能行业解决方案概览
多种技术路线并存，安全绿色弹性的储能系统是刚需
储能贯穿发电、输电与用电的完整能源链，是能源转换与缓冲、调峰与提效、传输与调度、管理与运用的核心技术，既是国家能源安全的重要保障，也是电动汽车等新兴产业的主要发展动力，在新基建与碳中和政策之下具有重要的战略价值。目前储能的实现处于多种技术路线并存的阶段，根据充放电能源转换形式，可大致分为物理储能(如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等)、电化学储能(如铅酸电池、氧化还原液流电池、钠硫电池、锂离子电池等)和电磁储能(如超导电磁储能、超级电容器储能等)。
当前中国储能主力仍是以抽水储能为主，抽水储能亦是装机量最多的储能技术，ABB能为抽水蓄能水电站建设提供技术先进的电气应用方案，例如在水电厂用电中压系统中，ABB iVD4集成多项中压数字配电技术是目前中压开关领域先进的智能化解决方案，而厂用电低压智能配电方案则可由全电能管理功能的Emax 2以及全新设计的Tmax XT和更多保护功能、更高精度、更宽范围的Ekip新一代电子脱扣器配置而成。
另一方面，虽说抽水储能的技术较为成熟，但其要求邻水部署等外部限制因素多，建设周期通常也长达数年，增量空间相对有限。电化学类储能配置灵活、建设期短且性价比高，逐渐成为电源侧和电网侧支持风光新能源消纳与新型电力系统建设的普遍选择，已进入商业化部署阶段并具有更为广阔的市场应用前景。其中，锂电池储能技术由于锂电池体积小、能量密度高，响应速度快，成为应用较广的电化学储能方式，行业内以此为中心的探讨也基本聚焦于如何利用锂电池储能技术在电量调节方面实现削峰填谷、在电网架构复杂性不断增加的同时进一步提升电能品质、降低系统能耗、确保用电安全等。
无论对于何种实现方式，储能系统的成本、安全和环保问题都需要构建以市场为导向的技术创新体系，从材料、设备、系统和应用等多个层面协同，兼顾考虑环境负荷和资源再生的全产业链设计与应用。ABB通过高性能电力设备产品将有效促进安全、绿色、弹性的储能系统与新型电力系统各环节融合发展，提升电力安全保障水平和系统综合效率，助力中国持续领跑储能系统赛道。
灵活可靠更安全，高性能设备铸就储能系统基石
以方兴未艾的电化学储能系统为例，该系统通常由一个或多个储能单元组成，储能单元以电池装置为储能载体，通过功率变换系统接到储能支路开关柜或低压母线上，其主要包括电池组、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、储能变流器(PCS)以及其他电气设备构成。作为优秀的智能设备供应商，ABB可提供一系列应用于储能系统中电池保护装置、功率转换系统以及并网系统的器件产品，是储能系统得以实现的设备底座，能助力客户建立储能应用部署的先发优势，同时为中国头部新能源企业提供核心零部件，支持中国企业走出去，在中国企业承接的海外项目中发挥重要作用。
电化学储能系统架构组成
在储能系统中，DC-AC变流器作为连接交直流母线的核心设备，必须具备双向的功率传输能力，考虑到高增益比和系统安全问题，还需实现交直流系统中的电气隔离。在高压直流系统中，ABB OTDC系列隔离开关能部署在储能应用的多个场合，模数化设计和宽系列附件赋予了该产品安装的灵活性，适用于标准高压箱和直流汇流柜母排布局，即使在恶劣的使用环境中也能提供完善的隔离与保护方案。正是得益于诸多此类的高性能电气设备，ABB与国内锂电池厂商在技术创新、产业生态共建上展开深度合作，共同促进储能行业的健康有序发展。
ABB OTDC系列隔离开关
功率变换系统作为电池储能装置和电网的接口，需实现电能双向转换、电池充放电过程控制、交直流变换、交流侧隔离升压及在无电网情况下支撑交流母线等功能，通常由储能变流器、隔离(升压)变压器、并网开关组成，而ABB能提供AF系列接触器、Tmax塑壳断路器T7D等交直流产品满足客户设备需求，例如助力某新能源高新技术企业构建了定制化的光储融合一体化解决方案，为清洁能源开发商黄河公司完成黄河上游某大型太阳能储能项目。
此外，风电、光伏主要用于汇流、逆变、控制系统，而储能电池部分每个电池模组、电池簇都需要熔断器保护。作为储能系统中的保护器，随着储能系统电压平台升高、容量增大，对熔断器分断能力提出更高要求。ABB S200 MUC 系列交/直流通用微型断路器均具有高分断能力，内部灭弧室具有永磁装置，能够熄灭高达500V DC的电弧，在实现储能系统效率最大化的同时为储能系统运行安全保驾护航。
大力发展新能源、优化能源结构是推动中国能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效能源体系的要求，也是全球经济社会向数字化绿色化转型发展的需要。而储能系统性能不断优化，在电源侧、电网侧、用户侧的刚需市场已经具备商业化部署条件，针对用户不断提升的对低成本高质量用电的追求，将与新型电力系统长期共存，并衍生出多种新的应用场景。在此过程中，ABB交直流电力技术与高性能电力设备将加速推动储能产业技术发展步入"快车道"，同时赋能储能项目的大规模落地部署助力"双碳"目标的实现。
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