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高级铅碳储能系统(ALCESS)提高电网传输效率

文章发布时间:2013-06-17 09:23来源:未知 作者:upsclan 关注次数:

高级铅碳储能系统(ALCESS)特别适合于电网中比重日益增大的可再生能源的电力传输。一般而言,电网堵塞限制了低成本可再生能源为负载供电。减少传输瓶颈点的堵塞,是增加低成本可再生能源向城市供电的最有效途径。在此应用中,高级铅碳储能系统(ALCESS)安装在电力传输系统的堵塞点,在紧急情况下提供储备电源,借助储能系统的容量可以提高偶发事件后堵塞点的电力吞吐上限。即使ALCESS系统只是按计划部署,但在发生紧急情况时,它允许系统操作人员为堵塞点调配更多的电力传输容量–这样不仅减轻了该位置的堵塞情况,还能促进低成本可再生能源的使用。
  
  引言
  
  在固定式应用中,铅酸电池的传统角色主要是提供后备电力,同时根据所在位置提供电力调节功能。在典型应用中,蓄电池的实际使用率(放电)是很低的,而它服务生涯的大部分时间是处于浮充状态。
  
  然而,在大型电网系统中,储能的使用更接近于重复充放电操作的循环应用。在这些应用中,相较于其它的储能系统,传统的后备电源技术显得效果不佳。就算是专门设计用于循环应用的铅酸电池,若未针对系统进行正确选型,或者在一定程度上降低了预期使用寿命,都会和其它替代技术一样,表现得不尽如人意。相较于其它解决方案,它主要的成本优势也将不复存在。
  
  随着铅碳技术向商业化的发展,许多限制传统铅酸系统性能的因素已逐步消弱或不复存在了。铅碳电池的不饱和充电(PSoC)特性和循环充放电时电极的稳定技术,再加上并未增加的成本等多方面优势,都大大提高了铅碳技术在各类系统中的应用。
  
  高级铅碳储能系统(ALCESS)特别适合于电网中比重日益增大的可再生能源的电力传输。一般而言,电网堵塞限制了低成本可再生能源为负载供电。减少传输瓶颈点的堵塞,是增加低成本可再生能源向城市供电的最有效途径。
  
  在此应用中,高级铅碳储能系统(ALCESS)安装在电力传输系统的堵塞点,在紧急情况下提供储备电源,借助储能系统的容量可以提高偶发事件后堵塞点的电力吞吐上限。即使ALCESS系统只是按计划部署,但在发生紧急情况时,它允许系统操作人员为堵塞点调配更多的电力传输容量–这样不仅减轻了该位置的堵塞情况,还能促进低成本可再生能源的使用。该系统也可提供应急备用电力,以峰段价格销售电力以及借助其它市场功能,可以进一步抵消该系统的成本。
  
  高级铅碳储能系统(ALCESS)具有成本低、可扩展性、可移动性和高可靠性等主要优点。至于使用寿命,作为该系统的一个重要指标,它将随着技术的不断成熟而日渐体现强大优势。
  
  铅碳技术
  
  在典型的后备电源应用中,主要的失效模式是正极由于腐蚀而退化。然而,在此提及的在温度、不饱和充电(PSoC)运行方面对高循环寿命有额外要求的应用中,主要的故障发生在负极上。目前先进的阀控铅酸蓄电池负极都采用一定量的添加剂,来提高电池的性能和寿命。如电池中添加木质素磺酸盐,保持负极活性材料(NAM)的高比表面积,以提高利用率;添加硫酸钡为反应产物(硫酸铅)提供成核位置,并防止形成大颗粒的结晶体,因为有限表面积的大颗粒结晶体在充电时是很难转回成铅的。最后,加入炭黑可以增加电池板的传导性,进而提高充电的接受能力。尽管业内还用到了其它添加剂,但是以上这三种添加剂占绝大比重。
  
  在本文的应用中,目前的电极设计可以在应用初期提供良好性能,但随着系统的持续运行,它的性能会退化得很快。其原因和机理非常容易理解。在不饱和充电(PSoC)状态下,负电极处于不同荷电状态,伴随着一定比例的活性物质转化为硫酸铅,这些硫酸铅随着时间的推移再结晶,转变成通常所说的硬硫酸盐(hardsulfate)。反过来,这些结晶体又成为择优晶体生长的温床。产生的硫酸盐晶体在再充电时都很难转回成铅,并且随着时间推移,越来越多的硫酸铅形成,电池的可用容量也就不断下降。除了不饱和充电(PSoC)操作会造成硫化现象以外,负极也限制了充电电流量。而在脉冲充电时,电流电解水变成氢气析出。这会导致电池干化,时间一长,容量也会降低。
  
  铅/碳混合负极板和高性能正极板
  
  西恩迪公司(C&D)的解决方案是为高循环不饱和充电(PSoC)的运行模式而设计的,利用混合鉛碳负极板、设计先进的正极板和活性物质的合理配方,最终研发出一种适合此类应用的性能卓越的蓄电池。
 

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