国家光伏、储能实证实验平台2023年度储能数据:效率、损耗、衰减、故障等
国家光伏、储能实证实验平台2023年度储能数据:效率、损耗、衰减、故障等
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洞察正在发生的变革
3月28日,国家光伏、储能实证实验平台(大庆基地)2023年度数据成果发布会在京召开。 国家光伏、储能实证实验平台学术委员会主任委员谢小平 发布了2023年度国家光伏、储能实证实验数据成果。
经过一年半运行,不同技术的储能系统在充放电效率、系统损耗、可靠性方面表现各不相同。 此次的实证实验数据成果的发布, 可为业内了解储能项目实际运行过程中性能的变化情况,提供最直观的参考 。
一些关键数据及结论如下。
磷酸铁锂储能系统,不含厂用电的情况下,系统效率维持在 85%-89%之间 ;考虑厂用电的情况下,为 75%-78%之间
一年半的使用中,全钒液流电池储能系统(不含厂用电)系统效率下降最多, 下降0.55个百分点
环境温度对储能系统效率影响较大
温控系统是最主要的损耗来源,全钒液流电池温控系统损耗电量占总损耗电量的 93.43% ,占比最大
不同技术、不同厂家的储能系统的容量均出现不同程度衰减,磷酸铁锂电池储能系统容量衰减率在 1.6%左右 ,全钒液流电池容量衰减率最高,为 2.69%
磷酸铁锂储能系统中电池簇之间的SOC一致性较差,部分电池簇出现木桶效应
各类储能技术均出现过不同程度的故障,超级电容、混合电容,出现故障后停机至今
6个厂家7种不同储能技术
覆盖功率型、能量型应用
国家光伏、储能实证实验平台(大庆基地) 统一规划、分期实施、五年建成。 其中一期工程、二期工程分别于2021年12月、2024年3月全容量投运,三期工程计划2024年底全容量投运,四期工程已开展前期工作,五期工程正在做前期准备。
截至目前,储能产品实证实验区涵盖了6个厂家7种不同储能技术类型,设计总容量 12.4MW/16.6MWh ,包括磷酸铁锂、三元锂、钛酸锂、全钒液流、超级电容、混合电容、飞轮储能7种储能技术类型。
根据不同储能技术的性能特点,实证基地将钛酸锂、超级电容、飞轮、混合储能应用于功率型场景,其中钛酸锂、超级电容、飞轮实现快速调频功能,混合储能实现快速功率调节功能;磷酸铁锂、三元锂、全钒液流应用于能量型场景,实现能量时移、平抑波动等功能。
不同技术储能系统表现各不相同
经过一年半运行,不同技术的储能系统在充放电效率、系统损耗、可靠性方面表现各不相同。
充放电效率
充放电效率方面,不含空调等厂用电,锂电储能系统的充放电效率均在80%以上,含厂用电后降为67.6%-77.8%;全钒液流电池系统效率最低,不含厂用电为70.9%,含厂用电为63.5%。
另外,从充放电效率的变化来看,2023年与2022年相比:系统充放电效率(不含厂用电),全钒液流电池储能系统下降最多,下降0.55个百分点,磷酸铁锂效率出现不同程度上升;系统充放电效率(含厂用电),三元锂储能系统下降最多,为5.34个百分点;0.5C磷酸铁锂储能系统系统次之,下降3.23个百分点。
另外,考虑到空调等厂用电的情况下,环境温度对储能系统的运行效率有较大的影响,5-20℃时,储能系统效率最高,储能系统效率平均值为81.32%。高于或低于此温度区间,储能系统的效率均将出现一定程度的降低。如:-10%℃以下时,储能系统效率平均值为78.95%;20℃以上时,储能系统效率平均值为75.81%。
系统损耗
考虑厂用电的情况下,不同储能技术系统损耗占总充电量的额比例10%-52%。混合电容、超级电容储能系统,总损耗在充电量中的占比较大,分别为45.81%、51.86%。
温控设备是最主要的损耗来源,占系统总损耗的46%-93%。其中全钒液流电池的空调损耗占总损耗的比率最高,为总损耗的93.43%。
容量衰减与SOC
一年半运行过后,不同技术、不同厂家的储能系统的容量均出现不同程度衰减。其中全钒液流电池容量衰减率最高,为2.69%。磷酸铁锂电池储能系统容量衰减率在1.6%左右。
另外,磷酸铁锂储能系统中电池簇之间的SOC一致性较差。出现过同时刻SOC分别为100%、95%、100%、58%的情况,不同簇之间最大差异高达42%。部分电池簇出现木桶效应。
图源:国家光伏、储能实证实验平台(大庆基地)2023年度数据成果发布会
储能故障
在一年半的运行过程中,各类储能技术均出现过不同程度的故障,例如:
全钒液流电池 ,3次漏液、1次DCDC、1次PCS故障; 飞轮储能 ,1次震动烈度报警停机,1次下轴承高温报警停机,2次冷水机过温警告停机,另外冬季温度较低时,飞轮储能系统还出现过停机后无法启动现象; 超级电容 ,7月发生绝缘降低保护导致设备停机至今; 混合电容 ,各电芯压差大,频繁停机(目前仍处于停机状态)。
另外,发布会还发布了光储系统利用小时数,总结了不同气象条件下储能系统充放电情况,并对光储电站设计及运行策略的改进提出了建议。
责任编辑:芯闻
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