ESS能源后备系统, 也就是Energy Storage System Backup, 是独立储能装置, 当主电网断电或者电压异常的时候, 它会自动切换供电, 保障关键负载持续运行, 它不是发电机的替代品, 而是秒级响应、零切换中断的后备电源方案。
核心工作机制
这个 ESS 后备系统主要由储能电池组、双向的 DC/AC 变流器、BMS 电池管理系统, 还有并离网切换模块所组成。在这之中, 储能电池组通常采用的是磷酸铁锂电芯。在系统正常运行的时候, 它与电网是并联在一起的。
在这个时候, 电池处于浮充维护的状态。一旦检测到电网中断或者电压越限, 这个电压越限的情况是指低于0.9 pu或者是高于1. 1 pu。BMS会在5 ms内发出切换指令。变流器由并网模式切入离网孤岛模式。电池组独立为负载供电。全程无中断。
关键性能指标
切换的时间是在5毫秒及以下, 这是符合了IEEE 1547以及GB/T 34120这两个标准的。
后备持续的时间长度是按照电池的容量大小来进行配置的, 在常见的配置当中, 会设置30分钟、1小时、4小时以及8小时这几个档位的时长。
该设备的功率等级是, 单台设备能够覆盖的范围为50千瓦到5兆瓦, 并且支持通过多模块并联的方式进行扩展。
电池的体系方面, 现在用的是主流的磷酸铁锂这种技术, 它的循环寿命可以达到至少六千次, 也就是在电池容量衰减到百分之八十的时候, 还能够保持这样的次数。
这个室外的柜体, 它的防护等级得达到IP54以上才合格。它能适应的环境温度, 是在负20℃到正55℃之间。
典型应用场景
1. 数据中心还有通信基站这个地方, 它们是用来承载那些对PUE非常敏感的一些负载的, 所以这里对于中断的要求就是绝对零中断, 而且这个时间是要小于1毫秒的。
2. 在工业生产线的领域里, 像半导体、制药以及精密制造这种行业, 一旦遭遇断电的情况, 结果就会非常严重,直接导致产品报废。
3. 医院的这一环节涉及到应急设施大城群众说事, 它的主要作用是把生命支持系统给维持住, 同时还包括对手术室里面的照明情况进行确保。
4. 对于工商业用户来说, 他们这样做是为了规避那个峰值负荷的电费, 同时也是为了兜底断电发生的风险。
选型核心要点
先计算必须保住的负载功率, 然后把它除以电池效率, 电池效率通常是百分之九十到百分之九十五左右, 这样就能得到所需电池的容量。
切换时间要求的存在,会直接决定是否需要叠加在线式UPS来提供毫秒级的桥接支持。
电池的化学体系这个东西ess能源后备系统, 它会影响到全生命周期里面的那个度电成本, 我们通常叫做LCOE, 而磷酸铁锂也就是大家知道的LFP这种方式, 现在看起来是性价比最为优秀的。
确认当地电网对接入的具体规定和相关的消防安全要求, 其中需要涉及热失控的防护问题以及气体灭火系统的联动控制等内容。
高频疑问
关于储能系统也就是ESS的后备运行模式, 这和传统的UPS电源系统在具体的区别方面, 到底是个什么情况。
传统的UPS设备会依靠铅酸电池或者锂电池来进行短时间的支撑和过渡, 这种后备时间的长度通常只有5到15分钟的样子。
ESS系统的后备方式则是以大容量电芯组作为核心基础,它可以支撑系统运行好几个小时的时间。并且它同时还具备并网削峰填谷这样的主动型功能特点。它是一个把储能和后备两种功能整合在一起的一体化方案。
Q: 关于一套ESS后备系统ess能源后备系统, 在多长时间之后是必须去更换电池的?
当磷酸铁锂电池处于二十五摄氏度的浮充工作状态下, 其容量在经历五到七年的时间之后衰减到了百分之八十的时候, 我们就建议进行更换了, 倘若工作环境温度过高又或者充电和放电的频次非常频繁的话, 那么这个使用寿命就会缩短到三到五年之间。
数据的来源包括了GB/T 34120-2017《电化学储能电站并网技术规范》、IEEE 1547-2018, 还有宁德时代公开的技术白皮书, 接着是阳光电源公开的技术白皮书, 最后是华为数字能源公开的技术白皮书。
