美能锌溴液流储能系统介绍及应用.pptx

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1、MNTM May 2013 V 1.0锌溴液流储能技术介绍锌溴液流储能技术介绍安徽美能安徽美能储能储能系统有限公司系统有限公司MeinengStoreEnergySystemCo.,LtdMNTM May 2013 V 1.0目录储能技术的分类和应用锌溴液流储能技术路线美能锌溴储能系统组成与技术MNTM储能管理与控制系统MNTM锌溴液流储能系统锌溴液流储能系统特点美能产品工艺、环保及认证美能储能系统应用含分布式电源的微网系统孤岛/弱电网及边防哨所发电端应用业绩MNTM May 2013 V 1.0目录目录储能技术的分类和应用锌溴液流电池技术路线美能锌溴储能系统组成与技术MNTM储能管理与控制系

2、统MNTM锌溴液流储能系统锌溴液流储能系统特点美能产品工艺、环保及认证美能储能系统应用含分布式电源的微网系统孤岛/弱电网及边防哨所发电端应用业绩MNTM May 2013 V 1.0我们今天所面临的挑战我们今天所面临的挑战环境污染全球变暖水资源短缺以上这些挑战都直接或间接与我们使用的传统能源有关。为应对这些挑战，人们将目光转向了可再生能源，如：风能、太阳能等。目前，很多国家都制定了雄心勃勃的可再生能源发展规划。资源枯竭MNTM May 2013 V 1.0风能、太阳能大规模接入电力系统带来的挑战风能、太阳能大规模接入电力系统带来的挑战阳光不是每时每刻都有风不是每时每刻都吹随机性间歇性波动性MN

3、TM May 2013 V 1.0目前国内储能技术按照原理分为三大类：物理储能物理储能抽水蓄能压缩空气储能飞轮储能 电磁储能电磁储能超导储能超级电容储能高密度电容 化学储能化学储能液流-溴化锌溴化锌-钒化学-铅酸-镍氢、镍镉-锂离子-钠硫储能技术分类储能技术分类MNTM May 2013 V 1.0储能技术应用范围储能技术应用范围MNTM May 2013 V 1.0储能技术应用储能技术应用秒秒分钟小时提高新能源利用率削峰填谷传统电厂支持负荷峰值平衡新能源与负载供电电网稳定性电能质量功率型能量型国外电力市场套利MNTM May 2013 V 1.0储能技术在电力系统中的作用储能技术在电力系统中

4、的作用1)负荷调平(或削峰)负荷峰谷差越来越大 电力系统运行人员难以调度。2)提高电能质量3)改善电力系统的稳定性，增加可靠性作为供电事故备用电源(蓄电池、飞轮、超导储能SMES、超级电容器等联合应用)4）智能微电网5)辅助可再生能源发电以获得稳定的电力输出 如果应用储能技术，则风力发电的信用度就会大大增加 对于太阳能光伏发电，特别是在边远地区的独立太阳能光伏发电系统，它不与大电力系统相连，此时往往储能设备是必须的。MNTM May 2013 V 1.0储能系统选择原则储能系统选择原则在在选择不同选择不同储能方案时储能方案时必须考虑的必须考虑的因数及主要性能指标：因数及主要性能指标：安全、安全

5、环保：环保：不易燃、不易爆性能性能指标指标-能量密度(kWh or MWh)、功率密度(kW or MW)-响应时间(ms,s,minute)、储能效率(充放电效率)-寿命(小时或年)长,或充放电次数长经济因素经济因素 -整体投资成本低、运行和维护费用低、性价比低应用应用领域领域-大容量储能系统-不间断电源-动力电池 MNTM May 2013 V 1.0目录目录储能技术分类和应用锌溴液流储能技术的发展路线美能锌溴储能系统组成与技术MNTM储能管理与控制系统MNTM锌溴液流储能系统锌溴液流储能系统特点美能产品工艺、环保及认证美能储能系统应用含分布式电源的微网系统孤岛/弱电网及边防哨所发电端应

6、用业绩MNTM May 2013 V 1.0美能锌溴储能技术-发展路线成熟技术，30多年研发经验；引进技术，本土化升级；1980年代中期，Exxon公司将锌/溴电池技术许可转给美国江森自控Johnson Control Inc（JCI)，服务于美国军队。1994年JCI公司将其锌/溴电池技术剥离成为ZBB Energy。2000年商业化量产2006年在纽约证券交易所上市30多年研发，从第一代到第三代ZBB（NYSE:ZBB）与鑫龙电器（深交所：002298）合资生产最先进V3液流电池储能系统（4000平米厂房）地点：安徽芜湖技术引进，本土化升级第二代第三代第一代MNTM May 2013 V

7、1.0美能储能 公司背景公司名称：安徽美能储能系统有限公司（中美合资企业）公司股东：美国ZBB能源公司（美国纽约证券交易所上市 NYSE:ZBB）安徽鑫龙电器股份有限公司（深圳证券交易所上市 002298）成立时间：2011年12月公司地址：安徽省芜湖市方向方向 -全球锌溴液流储能技术领军企业全球锌溴液流储能技术领军企业宗旨宗旨 提供提供电力储能电力储能整体解决方案！整体解决方案！MNTM May 2013 V 1.0目录目录储能技术分类和应用锌溴液流储能技术发展路线美能锌溴储能系统组成与技术MNTM储能管理与控制系统MNTM锌溴液流储能系统锌溴液流储能系统特点美能产品工艺、环保及认证美能储能

8、系统应用含分布式电源的微网系统孤岛/弱电网及边防哨所发电端应用业绩MNTM May 2013 V 1.0美能储能系统与电力网络MNTM May 2013 V 1.0美能储能系统组成主控柜主控柜DC-PCU（直流变流器）（直流变流器）AC-PCU（交流逆变器）（交流逆变器）储能管理与控制系统储能管理与控制系统锌溴锌溴液流电池储能系统液流电池储能系统储能电站以并柜形式连接，可灵活配置和扩展，简单可靠MNTM May 2013 V 1.0美能储能系统组成 储能管理与控制系统PCU柜柜储能电池储能电池结构特点结构特点模块化、可扩展即插即用、可配置设计 性能性能特点特点可实现并离网运行系统集成化控制-D

9、C bus(直流总线)设计，实现系统的统一智能管理-集成HMI（人机界面）、保护、通讯与一体双向逆变器、充放电一体化设计可设计为混合储能系统（能量型+功率型）无功补偿等功能保护功能保护功能过载、过流、过压、欠压、温度保护、漏电保护、驱动故障等MNTM May 2013 V 1.0美能储能系统组成-锌溴储能系统外形图长，宽，高：1.8m0.67m2.4m单体占地面积：1.2m2500kWh500kWh储能储能子系统子系统长，宽，高：4.3m9.1m3.2m单体占地面积：39m250kWh50kWh单体模块单体模块结构紧凑，占地面积小结构紧凑，占地面积小系统集成化、标准化设计系统集成化、标准化设计

10、安全可靠，安全可靠MNTM May 2013 V 1.0锌溴液流储能 内部结构图 电力电子控制单元8个电堆钛空气冷却换热器电解液储液罐及泵长，宽，高1823mm673mm2435mmApril，2012MNTM May 2013 V 1.0充电状态电解液循环流动示意图November，20114#3#2#1#8#7#6#5#阳极液阳极液阴极液阴极液二相液二相液截止截止MNTM May 2013 V 1.0放电状态电解液循环流动示意图November，20114#3#2#1#8#7#6#5#阳极液阳极液阴极液阴极液二相液二相液开通开通MNTM May 2013 V 1.0锌溴液流储能 电气连接

11、图April，2012MNTM May 2013 V 1.0锌溴液流储能 连接示意图April，2012MNTM May 2013 V 1.0锌溴液流储能系统-化学反应原理初始状态：初始状态：溴化锌电解液充电状态：充电状态：阳极：锌离子转换为金属锌 阴极：溴离子转换为溴单质，并与螯合剂结合为络合物，存在溶液中：Q.Br-+nBr2 Q(Br2)n.Br-放电状态：放电状态：阳极：金属锌转换为锌离子阴极：溴的螯合物转换为溴离子重新结合成溴化锌溶液，循环利用于下一次溅镀电化学反应电化学反应式式:MNTM May 2013 V 1.0锌溴液流储能系统 电堆参数电堆组成：60片电极额定电压：100V最

12、大连续放电功率：3.6 kW尺寸:445mm x 385mm x 240mm净重:5,000 次(100%DOD条件下）电堆参数：电堆参数：一个50kWh的存储模组单元由八个电堆组成，单个电堆参数如下：MNTM May 2013 V 1.0锌溴液流储能 系统充放电曲线MNTM May 2013 V 1.0锌溴液流储能-参数指标MNTM May 2013 V 1.0锌溴液流储能-参数指标MNTM May 2013 V 1.0目录目录面临的挑战储能技术分类和应用公司综述美能锌溴储能系统组成与技术MNTM储能管理与控制系统MNTM锌溴液流储能系统锌溴液流储能系统特点美能产品工艺、环保及认证美能储能系

13、统应用含分布式电源的微网系统孤岛/弱电网及边防哨所发电端应用业绩MNTM May 2013 V 1.0MNTM锌溴储能系统特点安全、环保可靠性经济性高性能MNTM May 2013 V 1.0锌溴储能系统特点-安全、环保整体整体系统安全系统安全、环保环保：系统常温常压封闭运行，安全可靠绝无爆炸性，无氢气析出主动热量管理模式。无重金属独特电化学体系设计和络合物配方，无溴单质析出MNTM May 2013 V 1.0锌溴储能系统特点-安全、环保电解液安全性电解液安全性溴化锌盐溶液，呈弱酸性（PH:3-5），无毒、无害，无任何重金属和有毒金属20年完全不消耗，可以回收和永久循环使用外观和气味：黄色稍

14、橙色的液体蒸发温度：690未充电的电解液就是溴化锌盐溶液，可以安全储存及运输充电后的电解液形成溴离子（Br3-）和溴络合物，无溴分子存在溢出的溴化物电解液可以与碳酸氢钠（小苏打）或硫代硫酸钠中和及吸收处理 ZnBr2+2NaHCO3=Zn(OH)2+2NaBr+2CO2溴化锌电解液是危害最小的电解液之一系统材料安全MNTM May 2013 V 1.0安全、环保 美能内部检测结论：国际结论：国际Br2Br2安全检测标准为：安全检测标准为：0.1ppm0.1ppm，美能测试远低于要求，安全可靠。美能测试远低于要求，安全可靠。内部测试溴气数据内部测试溴气数据内部内部测试溴气规范测试溴气规范内部测试

15、溴气仪器内部测试溴气仪器MNTM May 2013 V 1.0安全、环保 国外权威机构检测桑迪亚试验报告桑迪亚试验报告MNTM May 2013 V 1.0安全、环保 国内权威机构检测http:/ May 2013 V 1.0美能储能系统可靠性测试测试时间：1991年 1993年 1999年 2006年测试部门：美国美国能源部（能源部（DOEDOE），桑迪亚国家实验室（），桑迪亚国家实验室（Sandia LabSandia Lab），美国加州能源委员），美国加州能源委员会（会（CECCEC）测试范围：500 kWh 锌溴电池系统性能、可靠性及技术竞争力（2006）研究结果：充分验证锌溴液流电池

16、深度（100%）充放电性能、长期循环性能及运行可靠性研究结论：锌/溴液流电池技术非常适合应用于大规模储能领域MNTM May 2013 V 1.0美能储能系统可靠性测试-锌溴储能电池系统电气性能特性-能转换效率测试-过放电测试-充放电特性测试-开路电压测试-荷电保持能力测试-内阻测试-保护测试温度特性温升特性测试充放电特性-100%深度放电测试-充放电切换时间测试-循环耐久能力测试-放电倍率测试流速和压力-电解液流量特性测试-冷却/空气流量特性测试安全性-系统故障及停机响应测试-管道密封性测试MNTM May 2013 V 1.0MNTM锌溴储能系统特点-经济性安装成本安装成本系统集成化、模块

17、化设计，安装简单直流总线并柜，实现扩展功能现场单点连线运行运行运行成本成本20年使用寿命，整体运行成本低电堆循环寿命长：深充深放（100%DOD）5000次以上浅充浅放（20%-80%DOD）10000-20000次适用环境温度：-30C至50C，无需空调恒温，常规通风，减少基建投资，降低系统运行所需能耗IP54等级壳体，户内、户外均可放置，无需专门建设房屋，工况环境差的地方装入集装箱户外放置维护成本维护成本系统常温常压封闭运行，抵御恶劣工况，基本免维护电堆维护：后台软件检测电堆循环周期和效率，达到循环周期后仅需更换电堆，电堆成本仅占整体成本的10%-20%左右电堆为插拔式设计，更换操作简易电

18、解液20年不消耗，可循环回收使用MNTM May 2013 V 1.0美能锌溴液流 系统寿命MNTM May 2013 V 1.0MNTM锌溴储能系统特点-高性能可实现100%深度充放电充放电转换响应10-20ms，可瞬间启动独特的系统设计，杜绝电堆并联环流的产生模块化设计，功率和容量可灵活配置能量密度高，结构紧凑，占地面积小，50kWh单体模块占地仅为1.2m2系统集成度高，集电化学、电力电子、自动化控制、化学材料、机械设计为一体，全方位保证高性能专有的BMS和电化学体系，100%解决锌枝晶问题30年研发，技术成熟，系统性能卓越MNTM May 2013 V 1.0目录目录储能技术分类和应用

19、锌溴液流储能技术路线美能锌溴储能系统组成与技术MNTM储能管理与控制系统MNTM锌溴液流储能系统锌溴液流储能系统特点美能产品工艺、环保及认证美能储能系统应用含分布式电源的微网系统孤岛/弱电网及边防哨所发电端应用业绩MNTM May 2013 V 1.0美能储能工艺独特的电堆震动焊接工艺国际先进的热熔承插管道焊接电火花测试仪测试管道焊接质量MNTM May 2013 V 1.0美能储能认证MNTM May 2013 V 1.0目录目录储能技术分类和应用锌溴液流储能技术发展路线美能锌溴储能系统组成与技术MNTM储能管理与控制系统MNTM锌溴液流储能系统锌溴液流储能系统特点美能产品工艺、环保及认证美

20、能储能系统应用含分布式电源的微网系统孤岛/弱电网及边防哨所发电端应用业绩MNTM May 2013 V 1.0中国电力市场产业链用电用电 配电配电 变电变电 输电输电 升压升压发电发电5大发电集团（华能,大唐，华电，国电，电力投资集团）美能锌溴液流美能锌溴液流 市场机遇市场机遇各省电力公司风场、太阳能电站投资者国网南网内蒙网美能锌溴液流美能锌溴液流 市场机遇市场机遇EMC 合同能源管理终端用户大型大型风场，光风场，光伏伏电站电站,暂暂不不具备有经济性的商业具备有经济性的商业模模式式储能储能机会主要在于风光储机会主要在于风光储科研、示范项目科研、示范项目结合新能源结合新能源,分布式发电，分布式发

21、电，微网系统微网系统 军队边防哨所、地下指军队边防哨所、地下指挥所挥所储能储能机遇机遇MNTM May 2013 V 1.0美能储能系统应用用户侧：用户侧：含分布式电源的微网系统含分布式电源的微网系统-含市电微网系统含市电微网系统-孤岛无市电供电系统孤岛无市电供电系统发电侧：发电侧：太阳能电站太阳能电站风力发电厂风力发电厂 风光储系统风光储系统MNTM May 2013 V 1.0美能储能系统应用 含市电微网系统 储能是智能电网、微电网智能电网、微电网发展必不可少的支撑技术发电端发电端储能储能端端负载负载端端监控监控端端MNTM May 2013 V 1.0美能储能系统应用-孤岛无市电孤岛储能

22、系统示意图孤岛储能系统示意图 发电端发电端储能储能端端负载负载端端监控监控端端MNTM May 2013 V 1.0美能储能系统应用-孤岛无市电 MNTM储能系统利用分布式能源与储能系统相结合，为离网或弱电网模式的孤岛及边防哨所远地区设计供电方案，实现发电-储能-供电体系，为偏远地区和孤岛提供稳定有效的供电解决方案。储能系统在孤岛应用优势：储能系统在孤岛应用优势：经济效益显著-减少柴油发电机的固定资产投资-减少燃油消耗，提高油耗比-减少CO2排放，节能减排，绿色环保灵活接入太阳能、风能等新能源，提高新能源利用率提高电能质量，提高供电系统稳定性，保证负载稳定供电MNTM May 2013 V 1

23、0美能储能系统应用-太阳能、风能电站提高可再生能源利用率提高可再生能源利用率-有效避免太阳能、风能等可再生能源发电间歇性、利用率低的弊端；稳定电能质量稳定电能质量-平滑的并入电网：有效避免太阳能、风能等可再生能源的输出功率波动，使 输出电压稳定；-稳定负载供电：保证负载的正常运行。参与参与电网削峰填谷电网削峰填谷缩短项目投资回收期缩短项目投资回收期-提高经济效益MNTM May 2013 V 1.0太阳能电站储能系统运行图主要功能：平滑新能源、稳定负载输出主要功能：平滑新能源、稳定负载输出TimePower kW10:47:3810:48:3810:49:3810:50:3810:51:38

24、10:52:3810:53:3810:54:3810:55:3810:56:3810:57:3810:58:3810:59:3811:00:3811:01:3811:02:3811:03:3811:04:3811:05:3811:06:3811:07:3811:08:3811:09:3805101520253035-5-10-1550kW PECC with 2x 15kW PV inputs&2 of ZESS 50 Modules240VAC,1-phase,60Hz,GRID-Independent Platform-20 min windowPV PowerLoad OutputZES

25、S 50 PowerMNTM May 2013 V 1.0美能储能-风光互补应用案例美国费城案例：稳定负载输出美国费城案例：稳定负载输出MNTM May 2013 V 1.0目录目录储能技术分类和应用锌溴液流储能技术发展路线美能锌溴储能系统组成与技术MNTM储能管理与控制系统MNTM锌溴液流储能系统锌溴液流储能系统特点美能产品工艺、环保及认证美能储能系统应用含分布式电源的微网系统孤岛/弱电网及边防哨所发电端应用业绩MNTM May 2013 V 1.0美能储能业绩-项目分布United StatesOregonStateCalif.PublicUtilityComm.NAVFAC/SEI(So

26、Calif.)NAVFAC/SNI(So.Calif.)GeneralAtomics(So.Calif.)ChaseFieldSportsStadium(Arizona)Military-Undisclosed(Texas)Eaton/FtSill(Oklahoma)LowerValley(Wyoming)DoD/Transportable(Wisconsin)UWM(Wisconsin)CCG/IIT(Illinois)UECorp.(N.Virginia)Envinity(Pennsylvania)PualaniManor(Hawaii)MilitaryUndisclosed(Hawai

27、i)InternationalBCHydro(Canada)Dundalk(Ireland)AsiaChinaSixSitesJeJuIsland(Korea)HonamLab(Korea)MNTM May 2013 V 1.0美能储能业绩 部分项目业绩表MNTM May 2013 V 1.0美能储能国外项目微网典型案例项目项目：美国伊利诺伊理工学院（IIT）“完美电力”微网功能功能：并网/并离网转换（PV屋顶）储能容量储能容量：500kWh（2个125kW逆变器）实现的目标：实现的目标：-提高新能源利用率和改善电能质量-电网有故障时，可以作为一个独立的供电系统-作为后备电源，减少断电时资金损

28、失-削峰填谷，减少最大负载-应用于电动汽车充电站，用电低估时充电，高峰时放电-对环境友好无污染实现的意义实现的意义-美国第一个“完美电力”微网系统开发项目-为将来的微网开发建设一个蓝图http:/ May 2013 V 1.0http:/ May 2013 V 1.0美能储能国外项目 孤岛案例地点地点：San Nicholas Island圣尼古拉岛项目项目：风柴储风机功率风机功率：100kW （7台）储能容量储能容量：1MWh（2个500kWh系统）效益效益：-提高风能的利用率-整体系统的智能化管理-可减少80%的柴油消耗 MNTM May 2013 V 1.0地点地点：Polynsiefr

29、anaiseFrenchPolynesia 法属波利尼西亚Tetiaroa岛项目项目：光柴储PVPV功率功率：500kW储能容量储能容量：2MWh（4个500kWh系统）效益效益：-提高太阳能的利用率-减少柴油消耗，节能减排 美能储能国外项目 孤岛案例http:/ May 2013 V 1.0美能储能国外项目 国防军队案例案例案例1 1：美国海军：美国海军地点：地点：美国俄克拉荷马州Fort Sill项目：项目：柴油发电机+储能系统储能容量：储能容量：500kWh效益：效益：-可减少60%的柴油消耗-整体系统的智能化管理-研发将Ft.Sill的项目集中评估微电网技术在离网型和孤岛电力系统中所起

30、到的重大作用http:/ May 2013 V 1.0美能储能国外项目 国防军队案例案例案例2 2：美国海军：美国海军地点地点：洛杉矶海岸的卡塔利娜群岛的SanNicolas岛项目项目：光柴储储能容量储能容量：1MWh 效益效益：-减少柴油机投资，减少柴油消耗-提高太阳能的利用率-提高电能质量-研究储能系统在风电、柴油发电机结合的混 合能源系统中的性能。http:/ May 2013 V 1.0美能储能国外项目美国公共市政设施 Utility Grid Connected 市政并网市政并网25kW逆变器，50kWh的储能输入：可靠的可再生能源分配储存的能量以提供部分电动汽车充电市政自己开发控制

31、线路借助此系统作为以后商业客户参考的“模板”Chase Field Major League Baseball Venue 棒球体育场棒球体育场MNTM May 2013 V 1.0美能储能国内项目-浙江电科院示范项目地点地点：杭州项目项目：分布式发电储能系统储能容量储能容量：50kWh意义意义：-大容量锌溴液流储能系统，结合锂电、铅酸做混合储能方案-锌溴液流储能系统无衰减，弥补其他电池的弊端-采用先进成熟的锌溴液流技术，使项目更具科学性，先进性，经济性；MNTM May 2013 V 1.0美能储能国内项目-中国电科院微网示范项目 地点地点：北京项目项目：交直流微网评估示范项目储能容量储能容

32、量：50kWh意义意义：-有效评估锌溴液流储能系统在配电端的接口特性和控制逻辑；-为配电的锌溴储能微网系统的建设发展提供理论平台和实际论证，-实现锌溴液流电池与其它电池在性能、指标等的全方位对比分析；-为其它微网系统的推广建设的设计与经济技术分析提供依据；MNTM May 2013 V 1.0美能储能国内项目-中国电科院微网示范项目 MNTM May 2013 V 1.0美能储能国内项目-上海电力微网示范项目 地点地点：上海项目项目：微网示范项目储能容量储能容量：100kWh（2个50kWh系统）意义意义：配合漕溪站储能示范项目，将锌溴液流技术纳入示范体系，为科研成果的推广应用提供展示平台实现

33、锌溴液流电池与其它电池在性能、指标等的全方位对比分析，为分布式储能电站推广建设的设计与经济技术分析提供依据实现新能源接入、储能系统、电动汽车充电、后台远程调度等的展示和培训作用为培训中心提供有价值的培训素材MNTM May 2013 V 1.0美能储能国内项目-上海电力微网示范项目 MNTM May 2013 V 1.0美能储能国内项目 淮北供电移动式储能项目 地点地点：淮北项目项目：绿色环保可移动式储能项目储能容量储能容量：150kWh意义意义：-采用锌溴液流电池作为移动式保电系统的储能电源，克服了传统移动电源车工作时噪声大、安全性能差等缺点；-可以实现应急供电的自动切换，真正实现不间断应急保电；-可以同时提供交、直流电源的应急供电。MNTM May 2013 V 1.0美能储能国内项目 淮北供电移动式储能项目 MNTM May 2013 V 1.0Q&A