可编辑文档：储能行业市场前景及投资研究报告-超级电容混合储能系统风电场应用-培训课件.pptx

2024年

壹

技术背景-新型电力系统建设需求01实现“双碳”目标必由之路：构建以新能源为主体的新型电力系统。02新能源发电具有“三性”新能源发电的波动性、间歇性以及随机性，最突出的问题是电力电量平衡和电网安全稳定的问题03解决方法：引入储能技术储能器件，管理系统，配合相应的电力电子设备。不同储能技术均具有优缺点04任何一种储能技术都无法兼顾能量密度、功率密度、寿命、响应速度等。05功率型+能量型混合储能装置平抑新能源发电功率波动，提升高低电压穿越能力，降低弃风弃光率，具备AGC/AVC，一次调频、惯量支撑等功能。

技术背景-多元化储能发展需求短时储能虽然时间短，但循环寿命长，响应速度快，适合调频、爬坡等高频次应用场景，长时储能技术主要解决调峰等电量时空迁移问题。在新能源消纳中，两种储能技术是互补关系。通过多元化储能技术+电力电子调控策略短时储能解决安全稳定性问题中长时储能解决电力电量平衡性问题

技术背景-超级电容器?超级电容器由两个浸在电解液的电极和阻止电荷在两极移动的隔膜组成。当充放电时,在电场作用下电解液中的离子向相反极性的电极表面移动，物理过程，在恒流充电或放电过程中的时间与电压的关系曲线近似于线性。0102050607免维护高电容量电压最低可达0V长时间放置不失效单体容量达3400F超强功率密度纯物理反应安全可靠过充、针刺、摔落无起火爆燃风险超长循环寿命0304100万次以上超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能器件易于监控宽温度范围SOC-OCV曲线近似线性-40℃~70℃?双电层超级电容和混合型超级电容是目前储能系统最常用的两种功率型元件，其中双电层超级电容器适用于分钟级以下的储能场景，混合型超级电容其中一个电极为锂电材料，具有电池和电容的双重特性，在1~20分钟级储能场景下具有优势

技术背景-超级电容器加锂电池混合~分钟级~小时级的储能六边形战士

贰

混合储能系统－技术原理功率流动功率流动储能单元变流器电网或负荷p单级式（储能设备直接连接逆变器）：p单储能介质（特性存在短板，性能有限）：输入电压范围窄，灵活性低p两级式（储能设备经过一级DC/DC后连接逆变器）：输入电压范围宽，控制灵活性高，便于实现模块化p多端口（多个DC输入端）：有利于实现多种储能介质间的相互协调工作锂离子电池，超导，超级电容等可以解决的问题p混合储能介质（特性互补，性能有效提升）：p平抑新能源功率波动p惯量、调频、调峰p用户侧的电能质量问题锂离子电池-循环充放电次数8000，高能量密度（150~180Wh/kg）超级电容-充放电次数百万次，高功率密度（约10000W/kg）

混合储能－技术拓扑原理图实物图

混合储能－产品组成2.5MWh30s30尺输出管超级电容直流侧5MWh30尺升压变流一体设备锂电池直流侧理

混合储能－器件管理超容状态管理超容均衡管理包括单体电压、组端电压、充放电电流、多点温度当监测到超容的电压达到某个数值时，系统自动启输出管理、单体SOC、整组SOC。动均衡算法和均衡电路。当监测到系统的超容（含单体、组、簇）状态参数出现异常时系系统内超容的各类参数，快速的传递到系统内或系统自动报警或快速启动保护装置。统外的各级监控系统。超容安全管理数据的通信电池均衡管理电池状态管理当监测到电池系统的电压或SOC离散性达到某个数值时，系统自动启动均衡算法和均衡电路。包括单体电压、组端电压、充放电电流、多点温度、单体SOC、单体寿命SOH、整组SOC、整组SOH。管理当监测到系统的电池（含单体、组、簇）状态参数出现异常时系统自动报警或快速启动保护装置。系统内电池的各类参数，快速的传递到系统内或系统外的各级监控系统。电池安全管理数据的通信

混合储能－策略研究

叁

工程实践-仿真?由于超级电容满功率建立时间更短，以超容支撑为主、电池为辅的混合储能方案在平抑风机的功率波动和一次调频方面具有优势，同时可减轻电池的支撑负担，延长工作寿命。?依据虚拟测风塔数据和风机突变情况，超容和锂电混合储能的功率配比按20%左右配置最优，超容功率支撑时间30s以下最为经济

工程实践-案例1?一机一储，广东阳江雷平风电场，风机功率3MW，储能配置功率200kW，一套100kW15s超级电容储能+100kW200kWh锂电池储能，一套200kW400kWh锂电池储能?用于风电场风储联合调节相关的研究，储能系统起抑制风机输出功率波动、辅助一次调频、备电电源等功能

工程实践-案例1顺利完成安装调试功能优化中

工程实践-案例2??四川会东龙海风电场4.8万千瓦分散式风电储能一体化示范项目，为四川风电加混合储能重点示范项目，系统容量为：600kW7.77kWh超容储能+4.8MW9.6MWh锂电池。储能系统与48