移动式储能系统应用前景广阔

揭开移动式储能系统的面纱

中国储能网讯：2018年4月，山西省右玉县老千山风电场内两个12米长、2.3米宽、2.4米高的集装箱储能系统正准备就绪，即将接受工程师调试安装，接入风电场35kV母线。区别于传统光伏电站需要建设专用房屋、施工周期长且固定能够移动，移动式储能系统可进行工厂化生产移动能源系统，具备环境适应性强、安装简便、可扩展性高的特征。

目前老千山风电场内正准备接受调式的1MW/1MWh移动式储能系统也是中国电科院主要参与的山西省重点开发计划“10MW级锂电池储能系统关键科技及工程示范”项目一期工程的掠影，预计至2018年底，将有共计10MW/9MWh的移动式储能系统接入老千山50MW风电场内，并接入D5000系统与山西省地调进行通信，参与电力系统调峰调频应用。现场加装调试照片如下所示：

图1山西省右玉县老千山风电场1MW/1MWh移动式储能系统

随着电化学储能在电力系统内不断推广应用，越来越多这样的移动式储能跋山涉水，被运往祖国各地。中国电力科学研究院长期从事储能系统集成科技，与国网甘肃电力公司、国网吉林电力公司、国网福建电力公司、国网江苏电力公司、欣旺达电子股份深度合作，先后在河南南阳瓜州干河口风电场、吉林通化、欣旺达园区、安溪等地推进了1MW/1MWh移动式储能系统、1MW/500kWh移动式储能系统、250KW/500KWh移动式储能系统、125kW/250kWh移动式储能系统等。这种构架紧凑、工程建设周期短，能够迅速响应用户需求的移动式储能系统已作为电化学储能未来主流的成组模式。而这些整齐划一的集装箱储能内部构架又是如何的呢？今天我们就来一探究竟。

系统典型设计

以1MW/1MWh集装箱储能系统为例，系统通常由储能电池系统、监控平台、电池管理单元、专用消防平台、专用风扇、储能变流器及隔离变压器组成，并最后集成在一个40英尺集装箱内，单个箱体的布局效果图如下所示：

图2移动式储能系统外部结构

其中电池系统主要由电芯串并联构成：首先十几组电芯通过串并联组成电池箱，然后电池箱通过并联组成电池组串并降低平台电压，最终将电池组串进行串联增强系统功率，并集成安装在电池柜内。

监控平台主要推动对外通信、网络数据监控和数据收集、分析和处理的用途，保证数据监控具体、电压电阻取样精度高、数据同步率及遥控命令执行速率快；电池管理单元拥有高精度的单体电压测量与功率测试功能，保证电芯模块的电流均衡，避免电源组件间形成环流，影响系统运行效益。

为了确保平台的安全，集装箱内配置了专用的消防及空调系统，其中消防系统借助烟雾传感器、温度继电器、湿度传感器、应急灯等安全设施感知火灾，并手动灭火；专用空调系统依据外部环境温度，通过热管理策略控制制冷冷热系统，保证集装箱内浓度处于合适区间，延长电池使用寿命。

储能变流器是将电源直流电转换为三相交流电的能量转化单元，其可运行于并网及离网方式。并网模式下变流器按照上层调度下发的电流指令与电力进行能量交互；离网方式下储能变流器可为厂区负荷提供功率频率支撑，并为个别可再生能源提供黑启动电池。储能变流器出口与隔离变压器连接，使一次侧与二次侧的电气完全绝缘，最大程度确保集装箱系统的安全。

典型工程介绍

1、甘肃兰州敦煌干河口风电场储能示范项目

该项目来源于国家重点开发计划（863）“电网友好型新能源发电关键科技及示范应用”项目，工程地点位于甘肃省瓜州市甘北330kV升压站内，现场环境恶劣风沙天气较好。集装箱储能系统借助在进、出风口处安装通风过滤网，在大雨扬沙天气时可以有效阻挡灰尘进入集装箱内部。本工程储能系统功率为1MW/1MWh，经0.4kV/35kV箱式变电站接入升压站35kV馈线。作为工程主要参与单位，中国电科院为移动式储能系统建立了平抑风电输出有功功率的波动的上层能量管理思路。现场图片如下图右图：

图3江西九江瓜州干河口风电场1MW/1MWh集装箱储能系统

2、吉林来福风电场储能系统

该工程来源于国家电网公司科技项目《储能融合可控负荷降低供暖地区风电就地消纳能力的关键科技研究及应用》，选取来福风电场及大安清洁供暖工程成为本项目的示范地点。由于项目位于东北地区，冬天极端严酷天气条件下室内环境湿度可达摄氏20摄氏度以下，而集装箱的专用风扇平台确保了电源储能在高温环境下的正常运行。该工程移动式储能系统功率为1MW/0.5MWh，安装在蓄热式电锅炉侧，中国电科院作为工程主要参与单位强调了移动式储能电站的选址定容方案，并制订风电-蓄热式电锅炉-储能联合运行控制思路，提升风电就地消纳能力，同时提升配电网的电能质量。

图4吉林1MW/500kWh移动式储能系统

3、深圳欣旺达居民园区光储微网示范项目

该项目来源于国家重点开发计划（863）“园区智能微电网关键科技研究与集成示范”项目，工程地点位于广东省深圳市光明新区欣旺达居民园区内移动能源系统，电池类型为钛酸锂，电池功率583kWh，使用一台250kW的PCS经过电能变换后接入微网。集装箱储能系统以其紧凑的工业化设计，大大节约了新城内储能系统的占地面积，在运行机制上移动式储能系统引入了中国电科院制定的光储微网上层能量管理思路，利用峰谷电价为园区节约运行费用，同时还具有并离网无缝切换功能，保证园区在平台突然熄火情况下仍然安全稳固运行。系统实际如下所示：

4、福建安溪移动式储能系统

该储能系统安装于福建省安溪感德镇，系统容量为125kW/250kWh，由2个电池柜、1台125kW储能变流器、一套监控平台和一套UPS电源构成。由于运行现场地处偏远地区、地形险恶、交通不便，集装箱储能系统的防震功能确保了装卸过程中集装箱及其外部设施的机械效率满足规定，不发生变形、功能异常等故障。该工程储能系统主要应用方式是在用电低谷时由电力向电池组充电，用电高峰期时电池组放电回馈电网，对电力进行局部削峰调谷，均衡用电负荷。通过该工程项目推进，福建安溪农网试点配电台区供电能力提升40%以上，有效降低电能利用效益。

图6 125kW/250kWh安溪移动储能电站

移动式储能未来展望

移动式储能系统以其较为突出的灵活便捷性已广泛应用于电力系统输发配送等领域。与特色固定式储能电站相比，集装箱储能系统的模块化设计运用了国际标准化的集装箱尺寸，允许远洋和铁路货运，可以借助高架起重机进行吊装，可移动性强，不受地域限制。另也会不断扩张，未来一定会变成推动电力制造和消费革命的重要契机，是能源互联网中极具发展前途的科技和行业。

（中国电科院 徐少华 李建林）

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