电池储能系统(BESS)应用
保障、保护并优化电池储能系统
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查阅本文档，了解ABB为优化、保护及提升电池储能系统所提供的解决方案。
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引言与关键趋势 03 应用概览 市场趋势 为何选择ABB解决方案 关键趋势 应用概览 储能如何为电网与工业创造价值? 源网侧储能(表前) ESS是如何发展为BESS? 工商业储能(表后) 为何我们需要储能系统？ 户用储能(表后) BESS的主要开关与保护挑战 04 解决方案 新兴技术的发展 源网侧储能(表前) BESS的主要开关与保护挑战 工商业储能(表后) 户用储能(表后) 微网智慧管理系统 核心产品
目录
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引言与关键趋势
当今世界，数字化与电气化进程不断加速，我们需要储能系统来助力全球实现更高效、更可持续的能源生产和消耗
市场趋势对BESS市场有何预期？
伴随用电量的持续攀升，我们迫切需要探索更多元化、更具可持续性的途径，以优化能源的生产、利用与消费。
市场价值2019年，全球先进电池储能系统市场规模约达1519.6亿美元。
151十亿美元
9.5%
增长率 2020-2027年预测期内，市场增长率将超4.8%。
221十亿美元
19%
预期增长 预计到2027年，市场规模将突破2210亿美元。
可再生能源装机量增长
国际能源署(IEA）预测，2025年全球可再生能源装机量预计最高增长可达约4600GW。
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引言与关键趋势
02
BESS的主要开关与保护挑战
03
应用概览
04
解决方案
关键趋势电网当前面临的挑战
一度先进的电网如今已难以满足当今对可靠性和效率的要求。
燃煤电厂退役
电力消耗持续增长
• 电力正逐渐成为世界主导能源
• 经济增长与人口扩张将持续推高用电需求
• 农村电力设施覆盖率将得到提升
可再生能源增长
• 政府与产业界加速布局风电光伏产业
• 间歇性发电电源可降低对 主电网的依赖
• 燃煤电厂退役
• 常规能源的基荷发电量占比持续下降
• 电网辅助服务资源紧张
交通电气化
• 电动汽车普及与充电时间缩短将加剧峰值负荷，对电网造成更大压力
• 高速铁路用电需求快速增长
智能电网技术普及
• 电能双向流动要求升级供需协同能力
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引言与关键趋势
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BESS的主要开关与保护挑战
03 应用概览
04 解决方案
储能如何为电网与工业创造价值?
储能系统(ESS)能够解决电力生产中一个众所周知的问题： 电力需即时使用，而发电时间与用电需求往往并不吻合。
保障
通过降低波动性，实现可再生能源的平稳并网。
存储可再生能源发电高峰能量，满足用电高峰需求。
保障
存储
减少
存储
减少或消除瞬态峰值负荷导致的电力费用。
减少
提供
提供基础设施支撑，适应电动汽车增长带来的负荷攀升。
维持
提供
维持
维持发电量与用电需求之间的平衡。
削峰填谷
削峰填谷降低电网基础设施压力。
提速
削峰填谷
提速
快速功率响应提升电网稳定性。
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引言与关键趋势
02
BESS的主要开关与保护挑战
03
应用概览
04
解决方案
ESS是如何发展为BESS的？
根据所采用的技术类型，储能系统有多种类型。部分技术提供短期储能，而其他技术则提供更长持续时间的储能。
无论解决方案如何，其目标始终如一：储能系统是一种将能量储存起来，以备以后使用的解决方案。
BESS的主要开关与保护挑战
为何我们需要储能系统？
电池储能系统提供短期储能。
目前，用于手机和电动汽车的锂离子电池已成为大型电厂的主要储能技术，它有助于电网确保可再生能源的可靠供应。
01 引言与关键趋势
BESS的主要开02 关与保护挑战
03 应用概览
04 解决方案
BESS主要开关与保护挑战
处理更高的故障电流事件、管理直流电以及保护电池储能系统免受接地故障影响仅是电池当前面临的最新挑战中的几项
新兴技术的发展BESS向更高的直流和交流电压发展
如今，大多数电网规模的太阳能逆变器和变流器都使用太阳能电池板作为1500VDC输入电源。将储能直流电压与光伏(PV)直流电压相匹配，可消除对电池电压进行转换的需求，从而提高空间效率并降低设备成本。
1500V DC and 800V AC
降低成本
提升可持续性
\$
功率最多提升30%同等机柜尺寸维持电流不变(MW级系统所需逆变器数量更少)
降低成本 减少系统平衡的成本(比如，交流侧电 缆)
节省20-40%减少线缆组件用量
01 引言与关键趋势
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BESS的主要开关与保护挑战
03 应用概览
04 解决方案
BESS的主要开关与保护挑战
更高的故障电流L 耐受能力
问题
因此，如果并联多达数十个电池架，其引起的总短路电流可能会非常大。
需求
x10
在电池系统应用中，根据电池技术的不同，每个电池架引起的短路电流可高达其额定电流的十倍。
ABB解决方案
ABB通过测试确保开关与熔断器之间的协调配合。
回00]
必须有足够的时间，以确保熔断器跳闸。
开关设备必须能够承受如此大的短路电流值。
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引言与关键趋势
03
BESS的主要开关与保护挑战
应用概览
04
解决方案
BESS的主要开关与保护挑战
引言与关键趋势
BESS的主要开关与保护挑战
BESS的主要开关与保护挑战
电池系统最多可能存在三个接地连接点：中压/低压变压器中性点、变流器端的直流负极或直流中点(如果存在)、以及电池架端的直流负极或直流中点(如果存在)。
直流接地连接与隔离。
问题
即使电池架直流端和变流器端的直流负极/中点未接地，而变压器中性点已接地，该直流系统也并非处于隔离状态。 这是因为，在发生直流接地故障时，将会有接地故障电流流过接地的变压器中性点和变流器（除非变流器是隔离型）。这种故障电流包括来自交流电网，以及来自电池架并通过健全极性（被变流器本身切断）的故障电流。
需求
ABB解决方案
针对各类接地故障，ABB同时配备过电流保护装置与绝缘监测装置，实现故障检测与分断。
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针对各类接地故障，ABB同时配备过电流保护装置与绝缘监测装置，实现故障检测与分断。
需要配置过电流保护装置来防护类似TN系统中来自交流电网的接地故障电流。
引言与关键趋势
BESS的主要开关与保护挑战
04
应用概览
解决方案
BESS的主要开关与保护挑战
关于配电、开关和保护的直流电知识。
问题
从历史上看，直流电流的开断比交流电流更为困难，因为直流电流不经过零点。因此，极柱连接的开关和断路器有所不同，它采用的串联极更多。
此外，变流器的存在要求我们理解其在短路故障及接地故障中的行为特性。
需求
ABB解决方案
凭借参与国际标准工作组的经验，ABB研发的电池系统开关保护设备可为直流配电装置提供最先进的接地保护与故障分析解决方案。
基于此类考量，工厂内部(如电池储能系统等场景)的直流配电系统及其相关保护机制，迄今仍属于尚未被充分认知的课题，这也是缺乏适用且专门化的标准所致。
引言与关键趋势
03
BESS的主要开关与保护挑战
04
应用概览
解决方案
应用概览
探索ABB定制化解决方案，以保障保护并优化各类电池储能系统。
为何选择ABB解决方案
持续运转
节约成本
凭借我们全面的高额定电压组件系列，降低您设备的投资成本(CAPEX)；同时通过电涌保护器(SPD)为整个电力系统提供防雷击和浪涌保护，减少运营支出(OPEX)。
加速项目进程
我们提供预配置、即装即用型产品组合，专为各类BESS架构设计，帮助您节省设计与安装时间。
增强可靠性
按照成熟的安装标准和要求预选产品组合，确保您的安装满足可靠性要求。
01
引言与关键趋势
02
BESS的主要开关与保护挑战
03
应用概览
04
解决方案
BESS类型 源网侧储能(表前)
探索我们的应用套件，这是一款包含预配置产品组合的解决方案，可助您轻松搭建源网侧的BESS。
探索我们的源网侧应用套件
用于功率转换系统的开关和保护装置(IEC和UL)
采用ABB PCS100 ESS的开关和保护装置(IEC和UL）
用于直流汇流箱的开关和保护装置
IEC
UL
蓄电池机架开关和保护
IEC
UL
01
引言与关键趋势
02
BESS的主要开关与保护挑战
03
应用概览
04
解决方案
BESS类型 工商业储能(表后)
探索我们的应用套件一这是一款包含预配置产品组合的解决方案，可助您轻松搭建工商业装置用BESS。
探索我们的工商业应用套件
采用ABB PCS100 ESS的开关和保护装置(IEC和UL)
用于直流汇流箱的开关和保护装置
IEC
UL
用于电池架的开关和保护装置
IEC
UL
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02
引言与关键趋势
BESS的主要开关与保护挑战
03
应用概览
04
解决方案
BESS类型 户用储能(表后)
01 引言与关键趋势
02 的主要 URI狂I
03 应用概览
04 解决方案
解决方案
探索我们前沿的解决方案与产品帮助您保障、保护并优化电池储能系统。
解决方案源网侧储能(表前)
电池高压箱1500VDC
OTDC直流隔离开关
• Ue=2P-1500VDC lu=16...4000 A
•任意方向安装，省时降本；
·双磁分断（DMB）技术，极紧凑空间内可靠分断电源；
•优异的热结构，降50%的功率 损耗;
•可视触头和卡装保护罩，提高安全性；
·CCC、CE、UL98B、AS认证。
GF直流接触器
• Ue=1500VDC lu=875A-1325ADC-PV3 ·IEC、UL认证。
直流汇流箱(BCP)1500VDC
OT(M)1600\~3200 - 135 直流隔离开关
• Ue=1500VDC(2P)
• In=1600\~6000A
•DC-20B
·CCC、CE·整个寿命期内无需维护。
Emax 2 MS/DC-E 空气断路器式隔离开关
• Ue=1500VDC , lu=4000A, Icw=100kA; ·满足DC-PV2标准。
OVR PV直流电涌保护器
·Ue=1500VDC;
QuickSafe快速安全脱扣技术老化后迅速隔离电源，避免短路起火；
安全储备保护功能，显示“工作/后备/失效”状态;
·插拔式结构，可带电插拔、更换芯体/模块;
远端报警遥信触点TS；-40\~+80℃; ·CE/UL/CB/CQC认证。
交流侧
集中式PCS1500VDC/690-800VAC
直流侧
Emax 2 MS/DC-E 空气断路器式隔离开关 • Ue=1500VDC lu=4000A
T4D/PV-E、T7D/PV-E 塑壳断路器式隔离开关
•Ue=1500VDC
• T4D: lu=250A、T7D: lu=1250A-1600A。
Emax2RN/E9/E10/E12新能源专用空气断路器
Emax2 RN: Ue=690VAC, lu=800A-5000A;
· Emax2 E9: Ue=900VAC, lu=1250A-6300A;
· Emax2 E10: Ue=1000VAC, lu=4000A;
• Emax2 E12: Ue=1200VAClu=5000A。
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引言与关键趋势
02
BESS的主要开关与保护挑战
03
应用概览
04
解决方案
解决方案工商业储能(表后)
电池高压箱1000-1500VDC
OTDC直流隔离开关
• Ue=2P-1000VDC/1500VDC lu=16...4000 A
·任意方向安装，省时降本；
·双磁分断(DMB)技术，极紧凑空间内可靠分断电源；
·优异的热结构，降50%的功率 损耗;
·可视触头和卡装保护罩，提高安全性;·CCC、CE、UL98B、AS认证。
GF直流接触器
• Ue=1500VDC lu=875A-1325ADC-PV3 ·IEC、UL认证。
直流汇流箱（BCP）1000-1500VDC
S800PV-SP/SD •2P-800VDC •3P-1200VDC • 4P-1500VDC
S200MUC •4P-600VDC
OVR PV直流电涌保护器 • Ue=1500VDC; Quick Safe快速安全脱扣技术，老化后迅速隔离电源，避免短路起火；安全储备保护功能，显示“工作/后备/失效”状态; ·插拔式结构，可带电插拔、更换芯体/模块; ·远端报警遥信触点TS;-40\~+80℃CE/UL/CB/CQC认证。
集中式PCS1000-1500VDC/400VAC
S800PV-SP/SD •2P-800VDC •3P-1200VDC • 4P-1500VDC
S200MUC •4P-600VDC
交流侧
Tmax XT 塑壳断路器 • Ue=690VAC Iu=160A-1600A
引言与关键趋势
02
BESS的主要开关与保护挑战
03 应用概览
解决方案
解决方案户用储能(表后)
01 引言与关键趋势
BESS的主要开关与保护挑战
03 应用概览
04 解决方案
解决方案微网智慧管理系统
深度融合AI、IoT、数字孪生、大数据等前沿信息技术，打造微网一体化智慧能碳管理体系，通过全链路功能覆盖，赋能新型电力系统构建，提升可再生能源消纳率，打造绿色高效、柔性开放的电力基础设施与安全绿色弹性能源系统，助力优化能源结构、降本增效、履行社会责任，开创绿色低碳可持续发展新路径。
微网智慧管理
ABB ABILITYiWise 智慧能源管理平台
ABB ABILITYZEE600智慧微网管理系统
01 引言与关键趋势
02
BESS的主要开关与保护挑战
03 应用概览
04 解决方案
解决方案核心产品
Emax 2/E9/E10/E12
GF 直流接触器
OTDC AF 接触器
即本 区 PCS Emax 2 MS/DC-E OVR PV
B样本
绝缘监控继电器 S200MUC
S800 PV
圓样本 题页
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BESS的主要开关与保护挑战
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