中國儲能網(wǎng)訊：5月24-26日，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會主辦，200余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十一屆中國國際儲能大會在杭州洲際酒店召開。本次大會主題是“堅守儲能安全底線，推動產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展”。
在5月24日下午的“新型電力系統(tǒng)與儲能整體解決方案”專場，特變電工西安電氣科技有限公司微電網(wǎng)產(chǎn)品線總經(jīng)理黃浪分享了主題報告《新型電力系統(tǒng)與儲能的電力電子化解決方案探索與實踐》。經(jīng)演講人本人授權(quán)同意，小編整理了演講速記，并將速記內(nèi)容分享如下：
黃浪：各位專家、各位領(lǐng)導(dǎo)，大家下午好！非常榮幸代表特變電工新能源在儲能大會上匯報新型電力系統(tǒng)與儲能的電力電子化解決方案，也是傳承特變電工70多年的輸變電研發(fā)制造的經(jīng)驗，電力電子化也是特變電工在面對“雙碳”目標(biāo)下新型電力系統(tǒng)的創(chuàng)新和自我革命。
我的匯報分為四部分：第一，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)；第二，1500V大容量儲能系統(tǒng)解決方案；第三，基于固態(tài)變壓器的新型配用電解決方案；第四，新型電力系統(tǒng)展望與探索。
第一部分，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。
新型電力系統(tǒng)，大家比較熟悉的就是“雙碳”目標(biāo)的提出，這個目標(biāo)的提出對大家有什么影響呢？對我們來說，新能源好像挺火的，從數(shù)字上來說，就是2030年非化石能源從2020年的15.4%達(dá)到25%，風(fēng)能、太陽能總裝機(jī)從2020年底的4.6億千瓦達(dá)到12億千瓦以上。
這是關(guān)于“3060”目標(biāo)下的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析，其中一個是2030年中國中部地區(qū)某電力接收省典型日平衡模擬，可以看到在典型場景下，藍(lán)色的線可以看到發(fā)電和用電不匹配的部分，那么也就是說，“3060”目標(biāo)下瞬時平衡的電力系統(tǒng)對可調(diào)節(jié)的靈活性資源需求大幅增加。
習(xí)總書記提出構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，在這樣的情況下，采用柔直、固態(tài)變壓器、微網(wǎng)與儲能等解決方案是提高電力系統(tǒng)靈活性的近中期有效手段。基于這個分析，我們意識到未來的電力系統(tǒng)，可能第一大特征是電力電子化，也就是說，新型電力系統(tǒng)中發(fā)、輸、配、用將全面呈現(xiàn)電力電子化，電力電子裝備空間巨大。
特變電工成立了能源互聯(lián)網(wǎng)與電力電子實驗室，2013年被美國UL授予見證測試程序證書，2017年通過中國合格評定國家認(rèn)可委員會認(rèn)可，具備國際領(lǐng)先的電力電子等產(chǎn)品的技術(shù)開發(fā)及全性能測試能力，這個實驗室服務(wù)于全球70多個國家和地區(qū)輸變電和新能源。
第二部分，1500V大容量儲能系統(tǒng)解決方案。
電力系統(tǒng)儲能價值本質(zhì)是以更經(jīng)濟(jì)的方式從不同時空尺度促進(jìn)源荷平衡。它有不同的應(yīng)用場景、不同的時間尺度，并且有不同的功能，不同的功能有不同的運(yùn)行方式，不同的運(yùn)行方式就有不同的盈利點，不同的盈利點就有不同的商業(yè)方式。這導(dǎo)致儲能不僅僅是說追求簡單的成本最低，更多是看怎么樣的儲能系統(tǒng)管理技術(shù)能發(fā)揮儲能的價值，在它的市場上去發(fā)揮它的價值，這是儲能的核心。
儲能變流器作為電網(wǎng)與電池系統(tǒng)間能量交互核心裝置，是儲能系統(tǒng)的核心裝置。在這樣的情況下，我們研發(fā)了這樣一個多功能的變流器，它具有多功能、友好性、高性價比。在多功能方面，采用虛擬同步機(jī)實現(xiàn)慣量支撐、一次調(diào)頻調(diào)壓、二次調(diào)頻調(diào)壓和調(diào)峰等功能，具備無功補(bǔ)償能力，支持光儲一體化接入。在友好性方面，采用交流側(cè)雙電流采樣，引入虛擬阻抗控制算法，柔性并網(wǎng)，并網(wǎng)THD降低0.5%。在高性價比方面，單機(jī)功率1500kW，業(yè)界單機(jī)超大容量，系統(tǒng)配置更優(yōu)，單瓦成本降低10%，系統(tǒng)度電成本降低3.2%。
電池系統(tǒng)有高可靠性、高效率、高循環(huán)次數(shù)電池以及三級BMS系統(tǒng)構(gòu)成，三級BMS分別對應(yīng)電池模塊、電池簇和電池集裝箱。同時，充分考慮產(chǎn)品全生命周期中的應(yīng)用情況，精心設(shè)計各個環(huán)節(jié)，保證系統(tǒng)可靠性，通過各個關(guān)鍵部件的優(yōu)化設(shè)計，保證系統(tǒng)高效、可靠、穩(wěn)定。結(jié)構(gòu)、熱、消防聯(lián)合設(shè)計，迭代優(yōu)化，保證儲能集裝箱的高安全性。模塊化、定制化能量管理系統(tǒng)，滿足不同客戶的需求。
這是我們在用戶側(cè)的一些典型案例，也是在做不同場景的探索，我不再贅述了。
這是微網(wǎng)的儲能電站，是我們認(rèn)為工業(yè)企業(yè)或者產(chǎn)業(yè)園去實現(xiàn)碳達(dá)峰的解決方案，我們是光儲充這樣的微網(wǎng)，實現(xiàn)了年均度電成本降低0.18元，可再生能源發(fā)電占比33%，年均年少碳排放量223萬千克，電費(fèi)節(jié)約占比26.6%。
這是我們特變電工取得的榮譽(yù)。
第三部分，基于固態(tài)變壓器的新型配用電解決方案。
我們做了這樣的固態(tài)變壓器，以先進(jìn)電能變換裝置為核心，集成了現(xiàn)代通信技術(shù)、電力電子變換技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)以及人工智能等技術(shù)，實現(xiàn)局域電網(wǎng)的電能智能路由、分布式能源的高效利用的一二次融合電力設(shè)備，本質(zhì)是電力電子變換器+中高頻變壓器電力電子積木。多端口、多級聯(lián)、多流向、多形態(tài)的固態(tài)變壓器是新型配用電系統(tǒng)的核心設(shè)備。
目前，固態(tài)變壓器主要是基于模塊化拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的智能冗余技術(shù)、碳化硅器件的低損耗、高功率密度設(shè)計技術(shù)、集群在線效率尋優(yōu)技術(shù)以及全景感知、精準(zhǔn)預(yù)知、精準(zhǔn)控制的模塊化人工智能路由技術(shù)。
我們針對不同場景對固態(tài)變壓器做推廣，在能源互聯(lián)網(wǎng)及交直流混合配網(wǎng)、微網(wǎng)領(lǐng)域可以作為電能路由器，在邊緣式數(shù)據(jù)中心電源和大數(shù)據(jù)中心供配電領(lǐng)域可以作為固態(tài)電源，在新型配電網(wǎng)領(lǐng)域，可以作為柔性合環(huán)裝置。
場景一，交直流混合微網(wǎng)解決方案。網(wǎng)源荷儲由電能路由器統(tǒng)一接入，效率高，并離網(wǎng)無縫切換，穩(wěn)定可靠。采用電能路由器替代傳統(tǒng)變壓器、逆變器、儲能變流器、網(wǎng)關(guān)接口柜、中央控制器，高度集成了一、二次設(shè)備。產(chǎn)品的特點是高效率、高可靠、高集成度、集群智能優(yōu)化，并且能夠降能耗、降施工周期、降初始投資、提升IRR。應(yīng)用場景主要是工商業(yè)園區(qū)、校園、綠色小鎮(zhèn)、電動汽車充電站、數(shù)據(jù)中心等。
場景二，分散式數(shù)據(jù)中心電源方案。它具有本質(zhì)可靠、簡約高效、智能優(yōu)質(zhì)、工廠預(yù)制等特點。
場景三，大數(shù)據(jù)中心電源方案。傳統(tǒng)的UPS、HVDC等，本質(zhì)都是用低壓變流器+傳統(tǒng)變壓器的方式，如果采用固態(tài)變壓器的話，就可以替代傳統(tǒng)變壓器和各種低壓變流器，提高整個系統(tǒng)的運(yùn)行效率。
場景四，新型配電柔性合環(huán)方案。可以看到，在正常狀態(tài)，它可以實現(xiàn)互聯(lián)調(diào)控優(yōu)化，提升分布式能源消納，而且可以實現(xiàn)電能質(zhì)量隔離和主動治理，并且慣量和阻抗的模擬，更加穩(wěn)定。在故障狀態(tài)下，可以快速隔離，自動切換，避免供電中斷，避免合環(huán)沖擊。故障時維持負(fù)荷正?？煽抗╇?，故障排除后恢復(fù)重組。
（圖示）這是我們的典型案例與實踐。
第四部分，以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)展望與探索。
第一，信息物理融合。采用數(shù)字化技術(shù)實現(xiàn)新型電力系統(tǒng)下的微網(wǎng)、虛擬電廠、能源互聯(lián)網(wǎng)等信息物理融合系統(tǒng)能有效抵御熵增。
第二，多能互補(bǔ)、供需協(xié)同。通過多能互補(bǔ)、供需協(xié)同是解決新能源強(qiáng)隨機(jī)、高波動、低慣性問題的經(jīng)濟(jì)方案。
第三，交直流混合。因為有大量的電力電子設(shè)備嵌入這個系統(tǒng)，柔直和電能路由器技術(shù)終結(jié)了交直流之爭，未來將是交直流混合能源系統(tǒng)。
第四，電網(wǎng)群集嵌套。要實現(xiàn)它的大量接入需要提高它的靈活性。
特變電工結(jié)合柔性輸配電技術(shù)，探索嵌套式的區(qū)域級源網(wǎng)荷儲一體化技術(shù)和方法，為高耗能產(chǎn)業(yè)基地及高資源稟賦新能源基地提供以新能源為主體新型電力系統(tǒng)解決方案。
以上是我的匯報，謝謝！
