通信行业储能系统实现方法.docx

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1、通信行业储能系统实现方法目录摘要1引言21什么是储能、怎样储能、储能系统分为哪几类21.1.储能介绍2?储能技术成熟度2?储能系统组成3?储能系统组成-BS3?储能系统组成-PCS4?储能系统组成-BMS6?储能系统组成-集装箱72 .通信储能系统发展和应用现状82.1. 发展现状82.2. 应用现状83 .通信储能系统的收益和实现方式83.1.收益方式83.2.储能系统的架构和技术参数93. 3.储能系统的实现方式103.3. 1.交流IOkV母线接入103.4. 2,交流380V母线接入103.5. 3.直流侧母线接入11?通信储能系统面临的问题及建议114. 1.储能安全114.3. 储

2、能经济性12?总结12摘要通信行业用能需求的不断增长，导致其电费成本越来越高，通过建设储能系统来降低其用能成本迫在眉睫。分析了储能系统的收益方式和技术参数，总结了基于通信行业不同应用场景的储能接入方式及技术要点，并针对目前通信行业储能发展面临的主要问题提出了建议。引言随着我国数字化进程的不断加快，数据中心和5G网络得到了高速发展，但同时也带来了巨大的能源消耗。从2017年至2023年，规模以上数据中心耗电量年均增长28%。目前，全国数据中心的年耗电量已占到全社会用电量的2%以上。预计到2026年，5G基站的年耗电量也将上升至全社会用电量的2%。据统计，电费支出占数据中心年运营成本的95%。巨大

3、的电费成本和日益严格的国家碳排放监管给信息通信行业的发展带来了更多的压力，因此实现信息通信行业的绿色发展势在必行。作为一种柔性电力资源调节手段，储能配置能够降低电费成本、提升绿色能源消费能力，从而有效解决信息通信行业绿色发展的难题。1什么是储能怎样储能储能系统分为哪几类11.储能介绍储能就是能量储存，是指通过介质或者设备把能量储存起来，在需要的时候再释放出来的循环过程。根据能量存储方式的不同，储能方式分为机械储能、电磁储能、电化学储能和相变储能四大类型。储能技术成熟度抽水蓄能最为成熟，已经可以商业使用，且技术最为成熟；锂电池储能当下也处于广泛应用阶段；热化学储能、氢能储能、超导储能等Comme

4、rcia1isation-!c3oou-590钠离子高功率、耐低温性能较好、资源易得能量密度较低、循环次数较低,产业链不完善一全锐液流5-15安全性好,扩容容易价格高，占地大,密度较低75-85铅酸38技术成熟能量密度低,寿命短80-902. 2.应用现状目前，在通信行业，储能作为备用电源是主流的应用方式，主要用于市电断电后、油机启动前的短时应急供电。在该方式下，储能电池被作为孤立元件使用，缺乏与电网的有效互动，导致储能资源的价值未能得到充分发挥。而且,备用蓄电池一般为铅酸蓄电池，主要工作在浮充状态下，循环次数少。随着锂离子电池技术的成熟和成本的下降，各大运营商已经开始尝试应用以锂电储能为代表

5、的新型储能技术。如中国电信在某市信息园建设了12MWh锂电储能项目，中国联通与某县供电公司合作，实施了5G基站储能建设等。3 .通信储能系统的收益和实现方式3.1.收益方式储能的收益一般包括储能建设补贴、储能需求侧响应、电费峰谷价差套利等。储能建设补贴主要依赖于地方政策，目前浙江、安徽、河南、江苏等地都已出台相关补贴政策。需求侧响应一般分为约定响应和实时响应，但响应时间和规模有一定限制。目前，需求侧响应面临协同调度和试点局限性等问题，尚无形成市场化机制，因此收益具有较大的不确定性。建设储能的主要收益来源于峰谷价差套利，以锂电储能为例，建设成本约为18元/Wh,电费峰谷价差0.7元为储能建设经济

6、性拐点(随着成本下降，拐点也将逐步下调)。按照每天2充2放，单日电费收益计算如下：T=2PDODP(1)式中，P为储能容量，n为储能充放电效率，DoD为储能充放电深度，P为峰谷电价差。3.2.储能系统的架构和技术参数储能系统一般由电池单元、电池管理系统(BMS)、能量管理系统(EMS)、冷却系统、检测单元和储能变流器等组成，系统架构如图5所示。图5储能系统架构以100kW215kWh锂电储能系统为例，电池单元一般采用280Ah电芯,按照1P16S组成单个电池包，由10个相同的电池包串联构成1P240S,形成一个电池簇。其主要参数如表2所示。表2IOOkW/215kWh锂电储能系统主要参数参数名

7、称参数值电芯规格3.2V/280Ah成组方式1P240S额定直流电压/V768直流电压范围/V672876最大持续充电电流/A140额定容量/kWh215通信方式CAN总线,Modbus3.3.储能系统的实现方式结合数据中心、通信局房及基站的供电架构，通信行业储能的实现方式主要包括交流侧10kV母线接入、交流侧380V母线接入和直流侧母线接入。3.3.1.交流10kV母线接入交流IOkV母线接入系统架构如图6所示。电池单元通过储能变流器进行逆变，转换成交流电后升压，最终接入IOkV电网母线，直流侧备用电池按照正常备电时间配置。交流侧储能系统和直流侧备用电池相对独立，可靠性较高。采用IOkV母线

8、接入，储能系统可以更加灵活地参与电网需求侧响应，但在储能系统充电时，会增加IokV线路容量需求，因此需要向供电局申请增容。这种方式一般适用于自建有I1okV变电站的大型数据中心园区或外市电增容相对容易的数据中心。图6储能系统交流IokV母线接入3.3.2.交流380V母线接入交流380V母线接入系统架构如图3所示。电池单元通过储能变流器逆变成交流电后，经隔离变压器接入380V母线，直流侧备用电池按照正常备电时间配置。该方式下，交流侧储能系统和直流侧备用电池相对独立，可靠性较高。采用交流380V母线接入，交流侧变压器需要预留储能电池充电容量。这种方式一般适用于外市电增容困难的通信局房，并具备一定

9、的营业厅或办公负荷。3. 图7储能系统交流380V母线接入4. 3.3.直流侧母线接入直流侧母线接入系统架构如图4所示。电池单元通过DC/DC变换装置后接入直流侧母线，实现储备一体。该方式下，无需配置备用电池，节省投资，但储能系统放电时需要预留备电时间容量，不能实现满充满放。由于未配置独立的备用电池，且储能容量预测存在一定的不准确性，因此该方式适用于供电可靠性要求相对较低的直供电基站。图8储能系统直流侧母线接入?.通信储能系统面临的问题及建议5. 1.储能安全从产业规模、系统成本、能量及功率特性、可回收性等多重因素的综合考虑，目前锂离子电池的优势突出，是主流的储能方式。虽然锂电储能一般配置有P

10、ACK级、电池簇级、集装箱级3级防护措施，并配置了完善的电池管理系统和能量管理系统，但安全风险仍是一个不能忽视的因素，运维压力较大。为了减轻运维压力，建议初期采用合同能源模式，由第三方专业能源公司负责储能系统的建设、运维，与通信运营商共同分享储能收益。4.2.储能经济性数据中心和通信机房基本为工商业用电，其电费成本中包含容量电费。然而，储能建设需要给储能电池单元充电，在负荷波动性不大的情况下，会增加容量电费，导致收益有所下降。因此，储能建设应综合考虑负荷波动情况及储能容量，选择合适的容量电费计费方式，以保证储能收益最高。止匕外，也需要政府推进需求侧响应市场化机制，如储能系统参与电网调度的形式、深度、收益模式及相应的调控策略等,以激发通信储能参与电网调度的积极性，从而最大化储能系统的效益。?.总结随着储能技术的不断优化和改进，以及国家、行业政策的不断完善，通信行业储能将成为工商业储能的重要组成部分，这将有利于进一步提高节能降耗的水平，助力实现国家双碳目标。未来，还可以通过数字化、智能化技术，实现大量数据中心、通信局房、基站等的分布式储能、负荷深度融合，形成“虚拟电厂”，为国家新型电力系统发展提供支持。