Almacenamiento de energía a gran escala: cinco vías técnicas para la integración de sistemas

A continuación, este artículo presentará la división de los sistemas de almacenamiento de energía a gran escala, las tecnologías básicas, las vías de integración y los integradores de sistemas de almacenamiento de energía.

Clasificación de los grandes sistemas de almacenamiento de energía

Según la estructura eléctrica, los sistemas de almacenamiento de energía a gran escala pueden dividirse en:

Centralizado: Sistema de almacenamiento de energía centralizado de baja tensión y alta potencia conectado a la red. Múltiples grupos de baterías se conectan en paralelo al PCS. El PCS persigue alta potencia y alta eficiencia. Actualmente, se está promoviendo la solución de 1500 V.

Distribuido: sistema de almacenamiento de energía conectado a la red de refuerzo distribuido de baja tensión y baja potencia, cada grupo de baterías está conectado a una unidad PCS, y el PCS adopta una disposición distribuida de baja potencia.

Tipo de cadena inteligente: Basándose en la arquitectura del sistema de almacenamiento de energía distribuida, se adoptan tecnologías innovadoras como la optimización de la energía a nivel de módulo de batería, el control de la energía de un solo grupo de baterías, la gestión inteligente digital y el diseño modular completo para lograr una aplicación más eficiente de los sistemas de almacenamiento de energía .

Sistema de almacenamiento de energía de alta potencia en cascada de alto voltaje: el inversor monoclúster de la batería se conecta directamente a la red eléctrica con un nivel de tensión superior a 6/10/35kv sin transformador. La capacidad de una sola unidad puede alcanzar los 5MW/10MWh.

Tipo descentralizado: Utilizando un Convertidor de CC a CA, también conocido como inversor, es esencial en el sistema de almacenamiento de baterías. Se conectan varias ramas en paralelo en el lado de CC y los grupos de baterías se aíslan añadiendo convertidores CC/CC en las salidas de los grupos, que se agrupan y conectan al lado de CC del PCS centralizado.

El núcleo de la tecnología de almacenamiento de energía

El núcleo de la iteración de la tecnología de almacenamiento de energía es mejorar la seguridad, reducir el coste y mejorar la eficiencia.

Seguridad
La seguridad de las centrales de almacenamiento de energía es el tema que más preocupa al sector. La causa de los problemas de seguridad de las centrales de almacenamiento de energía suele atribuirse al desbordamiento térmico de la batería.

Las causas del embalamiento térmico incluyen el abuso mecánico, el abuso eléctrico y el abuso térmico. Para evitar problemas de seguridad, es necesario supervisar estrictamente el estado de la batería para evitar que se produzcan incentivos por fuga térmica.

Alta eficacia
La consistencia de la batería es un factor clave que afecta a la eficiencia del sistema. La consistencia de la batería depende de la calidad de la misma, de la solución tecnológica de almacenamiento de energía y del entorno de trabajo de la batería. Por lo tanto, la elección de las mejores pilas recargables es muy importante para las centrales de almacenamiento de energía.

La capacidad útil del celdas de batería conectadas en serie sólo pueden alcanzar la capacidad del módulo de batería más débil, de modo que la capacidad de las demás baterías no puede aprovecharse plenamente. En el esquema de diseño y funcionamiento de la central eléctrica de almacenamiento de energía, la consistencia de la batería debe mejorarse al máximo para mejorar la eficiencia del sistema.

Bajo coste
El coste de un sistema de almacenamiento de energía está relacionado con la inversión inicial y la vida útil del ciclo. El envejecimiento y deterioro de los materiales de la batería, el sistema de carga y descarga, la temperatura de funcionamiento de la batería y la consistencia de los monómeros afectarán a la vida útil del ciclo de la batería.

Comparación de las vías tecnológicas de integración del almacenamiento de energía

Solución centralizada: 1500V en lugar de 1000V se convierte en la tendencia

Con el desarrollo de las centrales eólicas centralizadas y el almacenamiento de energía a mayor capacidad, la alta tensión de CC se ha convertido en la principal solución técnica para reducir costes y aumentar la eficiencia, y el sistema de almacenamiento de energía con tensión en el lado de CC aumentada a 1500 V se ha convertido gradualmente en una tendencia.

La central eléctrica con la misma capacidad necesita menos equipos, y el coste de equipos como el sistema de baterías, PCS, BMS y cables se reduce considerablemente.

Según las estimaciones, en comparación con las soluciones tradicionales, el coste de inversión inicial del sistema de almacenamiento de energía de 1500V se reduce en más de 10%.

Solución distribuida
La solución distribuida también se denomina conexión en paralelo de varias ramas en el lado de CA. Al mismo tiempo, la precisión del control pasa de múltiples grupos de baterías a un único grupo de baterías, y la eficiencia del control es mayor.

Además, mediante el control descentralizado de los grupos de baterías, la calibración automática de la batería estado de carga (SOC), lo que reduce significativamente la carga de trabajo de funcionamiento y mantenimiento.

Solución de cuerda inteligente
Aplica tecnologías TIC avanzadas como IA y BMS en la nube para escenarios de detección de cortocircuitos internos, aplica IA para predecir el estado de la batería y adopta estrategias de control inteligente de la temperatura de vinculación multimodelo para garantizar un estado óptimo de carga y descarga. Además, el optimizador de energía se utiliza para realizar la gestión a nivel de módulo de batería.

Esquema en cascada de alta tensión
Sin necesidad de transformador, el sistema de almacenamiento de energía en cascada de alta tensión alcanza una tensión de conexión a la red de 6-35 kv. Ofrece varias ventajas, como mayor seguridad, uniformidad y eficiencia.

El sistema no utiliza celdas conectadas en paralelo, lo que abarata y simplifica el mantenimiento. Como los paquetes de baterías no están conectados directamente, se mejora el control del equilibrio SOC.

La tecnología funciona sin celdas paralelas/grupos de baterías, lo que mejora la economía de funcionamiento del dispositivo de almacenamiento de energía. El sistema no requiere transformador elevador y la eficiencia del ciclo del sistema in situ supera los 90%.

Tipo descentralizado
La solución descentralizada centralizada también se denomina conexión paralela multirramal en el lado de CC. Sobre la base de la solución centralizada tradicional, se añade un convertidor CC/CC a la salida del grupo de baterías para aislar el grupo de baterías.

De este modo, se evitan el arco eléctrico de CC, la corriente circulante y la pérdida de capacidad causada por la conexión en paralelo de CC, y se mejora en gran medida la seguridad del sistema, con la consiguiente mejora de la eficiencia del sistema. Sin embargo, como el sistema tiene que pasar por dos etapas de inversión, tiene un impacto negativo en la eficiencia del sistema.

Integradores de sistemas de almacenamiento de energía

Como eslabón intermedio de la cadena de la industria del almacenamiento de energía, los integradores de sistemas de almacenamiento de energía son responsables de los proveedores de equipos y los propietarios de sistemas de almacenamiento de energía, lo que se ha convertido en el centro de la mayor atención de la industria del almacenamiento de energía. A continuación se presenta el enfoque futuro de los integradores de sistemas de almacenamiento de energía.

Centrarse en aplicaciones digitales y de escena personalizada
De cara al futuro, la digitalización y las aplicaciones de escenarios personalizados se han convertido en el centro de atención del sector. Las capacidades de datos son fundamentales para apoyar el desarrollo de productos, las iteraciones tecnológicas y la comprensión de las características energéticas y de potencia de los sistemas de almacenamiento de energía.

Los integradores de sistemas deben ser capaces de ofrecer soluciones personalizadas para distintos escenarios. Esto ayudará a promover el desarrollo de la industria del almacenamiento de energía, para después formular productos que satisfagan mejor las necesidades del mercado y de los clientes.

Por ejemplo, algunas zonas pueden tener que hacer frente a condiciones climáticas extremas, por lo que en el diseño de sistemas de almacenamiento de energía en estas zonas, los integradores deben tener en cuenta requisitos especiales como anticorrosión, impermeabilidad y anticongelación.

Mejorar la seguridad y la vida útil de las centrales de almacenamiento de energía
En el funcionamiento a largo plazo, la fiabilidad de las centrales de almacenamiento de energía es inseparable de un servicio posventa de alta calidad.

Resolver el problema de la variación del rendimiento de la batería es una responsabilidad importante de un buen integrador de sistemas, ya que la diferencia de rendimiento de la batería en distintos entornos puede dar lugar a unos ingresos insatisfactorios de toda la central eléctrica.

Esto exige que los integradores optimicen el rendimiento de las baterías para distintos entornos, mejoren la gestión del sistema, garanticen la seguridad y aumenten la vida útil.

Si no se manipula correctamente, la batería puede sufrir problemas como sobrecalentamiento y posibles riesgos para la seguridad, lo que afectará a la vida útil general de la batería.

En el futuro, la industria del almacenamiento de energía seguirá expandiéndose, y los integradores de sistemas excelentes deben prestar atención por adelantado al mercado y las aplicaciones que traen las nuevas demandas, y desarrollar activamente las tecnologías y soluciones correspondientes.

A medida que la escala del mercado sigue creciendo, los integradores de sistemas de almacenamiento de energía deben centrarse en la innovación y la mejora continua para adaptarse al cambiante entorno del mercado.