南加利福尼亚建立最大的电池储能系统设施
南加利福尼亚爱迪生季诺电池存储工程季诺电池存储工程的主设施为南加利福尼亚爱迪生( SCE)公司,它是由EPRI、美国DOE以及国际铅锌研究组织(II_ZRO)联合赞助的一个工程。正如前面表30.3所列出的,它是设备级电池储能系统多重应用的一个早期示例。在它竣工之时,成为了世界上最大的电池储能系统设施。但是,直到PREPA电池系统与Fairbanks电池系统分别于1994年和1999年运行以后,该工程才获此荣誉。用于控制季诺电池以及将它连接到SCE电网的电力转换系统是由GE公司利用GTO半导体闸门管建成的。
电池网系统的单电池有自动的压缩空气鼓泡搅拌系统,这主要防止电解质、单电池的喷水系统、火焰捕捉器以及安装在单电池上的砷化氢/碲化氢过滤器的层化。人们通过精细的管理控制和数据获取系统( SCADA)来控制电池系统。它们中的一些装置都足实验性设计,安装在系统中观察将来在大电池系统中应用的性能。这个系统在运行过程中出现一些小毛病,包括自动喷水系统运行故障、雨水(从屋顶漏下)引发的短路、单电池容器膨胀和引发的漏电、一些PCS运行故障。总体来说,系统按预想运行并且为电池储能系统的多重应用提供了一些价值的参考。
计算所得的总体系统效率(AC到AC)为72%,其中包括所有损失。PREPA电池系统是彻头彻尾的商业电池系统,锂电池需要每天为波多黎各的岛屿电网提供频率控制以及自旋存储。这个电网有持续的稳定性问题,并且通常有频率和电压偏离,如果不通过增加新发电装置来调节与稳定电网,那么这些偏离只能靠极端负荷脱落来控制。对于新的发电装置的选择包括快速运转的内燃涡轮机或电池储能。PREPA黾池系统的分析显示,由于储能系统对频率调节和自旋存储有更短的反应时间,从而能提供较好的运行利益。
反应时间相对较长的内燃涡轮机需要较大的安装容量,然而反应时间短的电池系统则只需要很小的电池就能与大型号的内燃涡轮机发挥同样的作用。通常,电池系统在Is内方可达到全功率运行,而如内燃涡轮机的机械系统需要几秒到几分钟才能达到其全功率输出。貌似差别很小的反应时间会对电网稳定产生差别很大的后果,锂电池厂商在电网中一些事件会引起在几个周期内供电中断。因而,在某些情况下,Imin的差别足以导致彻底断电。因此,可以得出相对于内燃涡轮机,电池系统是具有更高成本效率的选择。
这是因为较小的电池系统胜于巨大的内燃涡轮机。这尤其适用于岛屿电网,对于岛屿电网,没有临近的电网与其连接,从而在出现意外事故时,并不能靠其他电网平衡短时间内的发电量不足。PREPA电池系统在应用与电池类型方面都效仿BEWANG电池系统(此系统建立在德国柏林)。在PREPA电池系统工程开始时,阀控铅酸电池已经商业化。
但是PRE-PA选择贫液、平板单电池,这是由于有在BEWANG已经证实的记录。但是,自从设施于1 994年开始运行以后,电池工作比预期要频繁得多,从而使电池的老化比想象中快得多;如此频繁使用使正极板生长,从而使电池/盖子破裂、漏电、短路,最终使电池使用寿命缩短。在2001年,决定更换PREPA电池系统。选用了管式正极板和贫液电池,并于2004年中期安装新的电池系统。但是随后出现一些问题,之后不再应用这个电池系统。


