4.3 储能系统充电效率
假设电池系统SOC一致,充放电深度按90%考虑,若需要将5MWh储能系统充满,则需要其交流侧初始的充电能量为:
Eoff1=(系统额定容量×充放电深度)÷电池系统充电效率÷储能变流器整流效率÷变压器效率÷电力线路效率 辅助设备功耗
Eoff1=5000kWh×90%÷95.92%÷98.5%÷98.98%÷99.67% 60.3kW*2h≈4948.47kWh;
则储能系统交流侧充电效率为:
η充电效率= (5000kWh×90%)/Eoff=90.94%。
4.4 储能系统放电效率
按2h放电小时计算,则其交流侧初始放电能量为:
Eon1=(系统额定容量×充放电深度)×电池系统充电效率×储能变流器逆变效率×变压器效率×电力线路效率-辅助设备功耗
Eon1=5000kWh×90%(放电深度)×95.92%×98.5%×98.98%×99.67%-60.3kW*2h≈4073.8kWh;
交流侧放电效率为:
η放电效率= Eon1/(5000kWh×90%)=90.53%。
4.5 储能单元充放电能量转换效率
需要注意,储能单元充放电能量转换效率考核的点为PCS交流侧,该处计算情况如下:
储能单元充电量:
Eoff2=(系统额定容量×充放电深度)÷电池系统充电效率÷储能变流器整流效率÷电力线路效率(直流侧)÷电力线路效率(PCS交流侧-变压器低压侧)
Eoff2=5000kWh×90%÷95.92%÷98.5%÷99.83%÷99.95%≈4773.35kWh
储能单元放电量:
Eon2=(系统额定容量×充放电深度)×电池系统充电效率×储能变流器逆变效率×电力线路效率(直流侧)×电力线路效率(PCS交流侧-变压器低压侧)
Eon2=5000kWh×90%(放电深度)×95.92%×98.5%×99.83%×99.95%≈4242.3kWh
则储能单元充放电能量转换效率为:
η储能单元转换效率=Eon2/Eoff2
=88.87%。
4.6 储能装置效率
根据储能装置效率定义,可得出储能装置效率为:
Ø=Ø1XØ2XØ3XØ4=92%×97.02%×99.34%×97.97%≈86.87%
4.7 电站综合效率
假设评价周期为一次满充满放,即充电2h,放电2h,不考虑待机情况,则一次循环的电站综合效率为:
η=Eon1÷Eoff1
=4073.8kWh/4948.47kWh≈82.32%。
假设评价周期为一天,储能系统每天仅进行一次满充满放(4h),其余情况待机(20h);那么在待机时候,PCS、变压器都存在待机损耗、空调可能工作在制冷状态也可能工作在送风模式,其它辅助设备均工作在运行模式。这部分待机功耗估计如下:
① 空调制冷模式工作1h,送风模式工作19h;功耗估计约86kWh;
② 电池PACK风机工作1h,停机19h;功耗估计约2.2kWh;
③ BMS、EMS工作在低功耗模式,变压器风机停机,其余辅助设备正常工作;功耗估计约60kWh;
④ 变压器存在空载损耗、PCS存在待机损耗,功耗估计约113.2kWh;
综上,2.5MW/5MWh储能系统总待机损耗为:261.4kWh。
综上,储能电站日综合效率为:
η=Eon1÷(Eoff1 411.6)= 4073.8kWh/(4948.47 261.4)kWh≈78.19%。
5. 总结
经过上述分析可知,在不考虑辅助设备用电情况下,采用储能装置效率,行业内储能集成商做到85%没有问题;若要考虑辅助用电,单次充放电综合效率是无法做到85%的,更别说日综合效率、月综合效率乃至年综合效率了。
目前许多业主招标要求储能年综合效率不低于85%,未免有些脱离实际情况。其次,上述效率值均是初始效率计算值,随着储能电站运行,效率是会不断下降的。
数据来源,阳光光伏论坛