中國儲能網(wǎng)訊：電池儲能系統(tǒng)集成商瓦錫蘭公司業(yè)務(wù)戰(zhàn)略經(jīng)理Girraj Rathore日前探討了擴展容量以管理電池儲能系統(tǒng)的主要策略，這是管理和緩解電池退化的關(guān)鍵手段。
而隨著儲能系統(tǒng)在能源轉(zhuǎn)型中扮演越來越重要的角色，電池退化管理顯得日益重要。
瓦錫蘭公司在加州部署的電池儲能項目
電池退化將會降低儲能系統(tǒng)容量
所有電池儲能系統(tǒng)的儲能容量都會隨著時間的推移而退化，從而降低容量和性能。隨著儲能行業(yè)發(fā)展，電池儲能項目開發(fā)商規(guī)劃和管理不可避免的“退化曲線”至關(guān)重要。如果做不到這一點，不僅會影響收入，甚至可能影響電池儲能系統(tǒng)穩(wěn)定電網(wǎng)運營發(fā)揮的關(guān)鍵作用，進而影響能源轉(zhuǎn)型。
利用不同時段的電力價格差異而套利的電池儲能系統(tǒng)容易快速退化。而儲能系統(tǒng)套利策略是在電力價格較低時購買和儲存電力，在電力需求增加時出售電力。
電池儲能系統(tǒng)最佳的充電和放電間隔通常與套利時間相反，這意味著儲能系統(tǒng)開發(fā)商對電池儲能系統(tǒng)容量的退化速度了解有限。
電池類型不同，退化率也不同。磷酸鐵鋰（LFP）電池主要優(yōu)點是，與其他鋰離子電池相比，它的使用壽命更長。而溫度（無論是高溫還是低溫）都會對電池的退化產(chǎn)生重大影響。
通過加大部署規(guī)模來管理電池退化
傳統(tǒng)上，儲能系統(tǒng)開發(fā)商在部署電池儲能系統(tǒng)時通過加大規(guī)模的方法來應(yīng)對電池退化。這種方法需要預(yù)先安裝比實際需要更多的電池，其部署工作包括現(xiàn)場準(zhǔn)備、布線和系統(tǒng)集成等。
過剩容量可以使電池儲能系統(tǒng)抵消電池退化的容量損失，使電池儲能系統(tǒng)在生命周期內(nèi)保持規(guī)定的容量。
儲能系統(tǒng)開發(fā)商加大部署電池規(guī)模的一個關(guān)鍵優(yōu)勢是，不需要再次進行審批、增加勞動力或調(diào)試新的硬件。此外，還可以使儲能項目開發(fā)商能夠在開工時確定資本支出，減輕開發(fā)成本的不確定性。然而，隨著鋰離子電池成本不斷下降，儲能開發(fā)商可能會因為采用這種方法而導(dǎo)致成本浪費。
另外，儲能開發(fā)商可以通過在電池儲能項目生命周期中定期增加電池來抵消容量下降。在這種情況下，在最初部署電池儲能系統(tǒng)時必須保留額外的物理空間和足夠的變壓器容量來添加新的電池。適當(dāng)?shù)囊?guī)劃對于最大限度地減少電池儲能系統(tǒng)的停機時間和應(yīng)對相關(guān)風(fēng)險至關(guān)重要。
隨著電池價格持續(xù)下降，對于儲能開發(fā)商來說，增加容量正成為一種越來越有吸引力的方式，以減輕電池退化和容量損失。
然而，這可能并不適用于所有情況，因為每個電池儲能系統(tǒng)都是獨特的，不同的容量增強策略取決于對潛在風(fēng)險和回報的偏好。盡管如此，進一步降低成本的可能性（特別是考慮到鋰離子電池很低的價格）使得加大部署規(guī)模變得可行。
增強容量策略
如今還有兩種主要的增強容量方法：“交流擴容” (Alternating Current aAugmentation)和“直流變換”（Direct Current Shuffling）。儲能項目開發(fā)商可以根據(jù)他們的電池儲能系統(tǒng)類型、電網(wǎng)連接和所需的服務(wù)在兩者之間進行選擇。
交流擴容的重點是改善電池儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)的相互作用，增強電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，實現(xiàn)電網(wǎng)支持功能。采用交流擴容方法，將一些交流設(shè)備添加到儲能項目中，包括逆變器和電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)，這些設(shè)備負(fù)責(zé)將交流電用于下游設(shè)備。
除了電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)之外，還可以安裝新的外殼來容納基本組件，包括電池以及相關(guān)的安全、控制和監(jiān)控設(shè)備。交流擴容的方法可以在不需要對現(xiàn)有設(shè)備進行重大改造的情況下安裝，從而最大限度地減少電力中斷。它還提供了顯著的電力系統(tǒng)靈活性，并且降低技術(shù)復(fù)雜性和風(fēng)險。
然而，儲能項目開發(fā)商應(yīng)該牢記與交流擴容相關(guān)的一些缺點，特別是對于并網(wǎng)的儲能系統(tǒng)。
增加電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)設(shè)備，雖然從技術(shù)角度來看相對簡單，但需要在并網(wǎng)時獲得許可和監(jiān)管部門批準(zhǔn)。這個過程繁瑣、耗時且極其復(fù)雜，導(dǎo)致開發(fā)商難以擴展電池儲能系統(tǒng)的容量。然而，這些限制并不影響?yīng)毩⒂陔娋W(wǎng)運營的儲能系統(tǒng)。孤島運營的微電網(wǎng)可以簡化冗長的審批程序，使其非常適合于交流擴容。
對于需要并網(wǎng)的儲能系統(tǒng)來說，直流變換是一種更合適的策略。直流變換優(yōu)先考慮電池組內(nèi)能量的內(nèi)部分配，以確保單一電池和模塊的平衡充放電，這對于延長電池壽命和提高系統(tǒng)效率至關(guān)重要。
交流擴容主要關(guān)注電池儲能系統(tǒng)和電網(wǎng)之間的相互作用，而直流變換優(yōu)化電池組內(nèi)部的能量分配，提供更高的內(nèi)部效率和彈性。
通過重新配置電池并在儲能系統(tǒng)中均勻地分配電力，直流變換可以在電池組中實現(xiàn)更平衡的能量分配。
采用直流變換方法，電池儲能系統(tǒng)采用的電力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)(PCS)的數(shù)量和功率保持不變，這無需許可和監(jiān)管批準(zhǔn)。
與交流擴容相比，直流變換所需的設(shè)備成本較低，因為可以重新利用電力基礎(chǔ)設(shè)施。直流變換適用于并網(wǎng)的電池儲能系統(tǒng)。但由于本身的技術(shù)限制（例如從負(fù)載斷路器和母線限制到短路額定值），這種方法并不總是可行的。因此，儲能項目開發(fā)商必須認(rèn)真評估其電力系統(tǒng)的具體技術(shù)和運行條件，然后再決定是否采用交流擴容或直流變換方法。
電池退化管理在未來仍然很重要
隨著全球各地部署和運營越來越多的電池儲能系統(tǒng)，減輕電池儲能系統(tǒng)的容量損失將成為儲能開發(fā)商和集成商在未來幾年管理儲能項目的重點。
優(yōu)化的電池退化管理實踐將使儲能系統(tǒng)開發(fā)商能夠提高儲能系統(tǒng)性能，降低成本，并致力實現(xiàn)可再生能源轉(zhuǎn)型。
