中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：11月24-26日，由湖南省工業(yè)和信息化廳、湖南省商務(wù)廳、長(zhǎng)沙市人民政府、中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)聯(lián)合主辦，100余家機(jī)構(gòu)共同支持的湖南（長(zhǎng)沙）電池博覽會(huì)暨第二屆中國(guó)國(guó)際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)在長(zhǎng)沙圣爵菲斯大酒店召開(kāi)。此次大會(huì)主題是“新能源、新機(jī)遇、新高度”。
會(huì)議期間，組委會(huì)邀請(qǐng)了深圳邁格瑞能技術(shù)有限公司李剛山分享主題報(bào)告《一種基于CAN通訊的儲(chǔ)能變流器的并機(jī)方案及應(yīng)用》。以下是發(fā)言主要內(nèi)容：
李剛山：尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家，大家上午好！我是深圳邁格瑞能技術(shù)有限公司李剛山。很高興有這樣一個(gè)機(jī)會(huì)與大家分享儲(chǔ)能變流器的并機(jī)應(yīng)用：《一種基于CAN通訊的儲(chǔ)能變流器的并機(jī)方案及應(yīng)用》。首先，請(qǐng)?jiān)试S我簡(jiǎn)單介紹一下邁格瑞能：邁格瑞能是一家以PCS為核心的儲(chǔ)能變流器產(chǎn)品及解決方案的供應(yīng)商。我今天演講的內(nèi)容是：儲(chǔ)能變流器的并機(jī)方案及應(yīng)用。我演講的這個(gè)PPT，正是我前一段時(shí)間寫的一個(gè)發(fā)明專利改編而成，鄙人比較幸運(yùn)，這個(gè)發(fā)明專利在上個(gè)禮拜也取得了授權(quán)。
我們做電力電子的都知道：并聯(lián)可以把電流做得更大，串聯(lián)可以把電壓串得更高。我們搞并機(jī)只有兩個(gè)目的：（1）把系統(tǒng)容量做得更大。（2）并機(jī)之間互為冗余，提高系統(tǒng)供電的可靠性。如果五個(gè)同功率變流器并聯(lián)，其中有一個(gè)出現(xiàn)問(wèn)題了，不影響系統(tǒng)其他機(jī)器的正常運(yùn)行，只是系統(tǒng)總帶載能力有所下降而已。如果五個(gè)儲(chǔ)能變流器并聯(lián)，其中有一個(gè)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)帶載能力還可以達(dá)到原來(lái)的80%。如果采用單機(jī)的解決方案，如果單臺(tái)變流器出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)崩潰。
我們邁格瑞能的并機(jī)方案解決了哪些問(wèn)題？
目前在行業(yè)里面還是存在一些并機(jī)系統(tǒng)痛點(diǎn)（1）并機(jī)的數(shù)量受限，一般就會(huì)并4-8臺(tái)，而且很難超越16臺(tái)的極限。（2）無(wú)法實(shí)現(xiàn)不同功率變流器的并聯(lián)，比如一個(gè)100千瓦的和一個(gè)250千瓦的并聯(lián)。（3）并機(jī)的數(shù)量越多，主、從之間的均流效果可能會(huì)更差，電流不平衡度也難以控制在5%之內(nèi)。（4）多臺(tái)并機(jī)，SOC出現(xiàn)不均衡。（5）動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢，系統(tǒng)由暫態(tài)向穩(wěn)態(tài)過(guò)渡的這個(gè)時(shí)間比較長(zhǎng)。（6）當(dāng)主機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)都會(huì)崩潰。
現(xiàn)在，邁格瑞能這種方案就可以很好的解決上述問(wèn)題。我們采用主從同步的方案，并且采用載波同步，載波同步會(huì)減少并機(jī)之間的環(huán)流問(wèn)題。并機(jī)核心就是調(diào)節(jié)主從之間的有功功率和無(wú)功功率均衡。當(dāng)主、從機(jī)之間無(wú)功功率和有功功率平衡，主、從機(jī)之間的電流必然就會(huì)處于平衡。下面我以三臺(tái)并機(jī)為例，闡述邁格瑞能的解決方案：三臺(tái)并機(jī)，一臺(tái)是主機(jī)，兩臺(tái)是從機(jī)。我們把主機(jī)的信息發(fā)送給從機(jī)，從機(jī)做 PID跟隨控制。當(dāng)主、從機(jī)的有功功率和無(wú)功功率出現(xiàn)平衡時(shí)，就自然而然的實(shí)現(xiàn)了主、從機(jī)電流的均衡。CAN通訊是一種去中心化的結(jié)構(gòu)，當(dāng)主站遇到故障的時(shí)候，其他從站可以無(wú)縫切換為新的主站，這種冗余的機(jī)制可以確保并機(jī)系統(tǒng)更加安全。我們采用CAN通訊會(huì)有一個(gè)優(yōu)先級(jí)好處： ID號(hào)越低，總線優(yōu)先級(jí)別會(huì)越高，當(dāng)1號(hào)主機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候，可以自動(dòng)把2號(hào)從機(jī)切換為主機(jī)，這樣就可以避免主機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題，整個(gè)系統(tǒng)完全崩潰的狀況。
我們核心的控制模型就是通過(guò)3個(gè)PID控制器，控制從機(jī)的相位、頻率和幅值跟隨主機(jī)的相位、頻率和幅值。調(diào)節(jié)從機(jī)的頻率，我們可以控制從機(jī)的有功功率；調(diào)節(jié)從機(jī)的電壓，就可以控制從機(jī)的無(wú)功功率。當(dāng)從機(jī)的有功功率逼近于主機(jī)的有功功率，當(dāng)從機(jī)的無(wú)功功率逼近于主機(jī)的無(wú)功功率，就實(shí)現(xiàn)了主、從機(jī)功率和電流的平衡。主機(jī)只發(fā)送自身的電流、功率和故障等信息，從機(jī)接收信息后與自身的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，并且從機(jī)自適應(yīng)去調(diào)節(jié)跟隨，這種高效的處理機(jī)制，理論上可以實(shí)現(xiàn)無(wú)限臺(tái)儲(chǔ)能變流器的并聯(lián)，并且多臺(tái)并聯(lián)的控制算法及響應(yīng)時(shí)間與3臺(tái)并聯(lián)完全一樣。
如果采用電流和功率的標(biāo)值模型，還可以實(shí)現(xiàn)不同功率變流器的并聯(lián)。比如我們可以實(shí)現(xiàn)1號(hào)變流器是150千瓦，2號(hào)變流器是100千瓦，3號(hào)變流器是50千瓦，三臺(tái)并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)不同功率的變流器的并聯(lián)協(xié)同出力（按照自身的額定帶載能力，成比例的協(xié)調(diào)出力），比如說(shuō)每個(gè)都出50%的功率，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)并機(jī)可以帶180千瓦的負(fù)載。
邁格瑞能的并機(jī)解決方案主要具有以下優(yōu)勢(shì)：（1）理論上可以實(shí)現(xiàn)無(wú)限臺(tái)的并聯(lián)，從根本上解決了系統(tǒng)擴(kuò)容的問(wèn)題。（2）若采用標(biāo)幺值控制，可以實(shí)現(xiàn)不同功率的變流器并聯(lián)。（3）電流不均衡度可以控制在3%以內(nèi)（4）系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，由暫態(tài)向穩(wěn)態(tài)切換時(shí)間短。（4）若注入SOC修正系數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)并機(jī)的SOC均衡控制。（5） 并機(jī)之間互為冗余，在提高系統(tǒng)容量的情況下，提高系統(tǒng)供電的可靠性。
邁格瑞能的儲(chǔ)能變流器產(chǎn)品種類齊全，能夠滿足儲(chǔ)能全領(lǐng)域的市場(chǎng)需求。邁格瑞能有戶用儲(chǔ)能變流器（HINA、LNA高、低壓北美機(jī)、H3三相機(jī)、L1單相機(jī)）、工商業(yè)/微電網(wǎng)儲(chǔ)能變流器（MPS光儲(chǔ)一體機(jī)）、電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能變流器（MEGA500TS）。因此，邁格瑞能并機(jī)的解決方案主要分為三個(gè)部分：一是戶用儲(chǔ)能并機(jī)方案，工商業(yè)儲(chǔ)能并機(jī)方案，電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能并機(jī)方案。
邁格瑞能48V戶用儲(chǔ)能LNA系列低壓北美機(jī)，并機(jī)電流不平衡度，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室實(shí)測(cè)可以控制在3%以內(nèi)。LNA系列現(xiàn)在有兩種并聯(lián)方案，一種是電池側(cè)并聯(lián)的方案，一種是電池側(cè)獨(dú)立連接的方案，這兩種方案都有豐富的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用案例。LNA系列上述兩種并機(jī)方案：電網(wǎng)側(cè)和負(fù)載側(cè)都是分別并聯(lián)，達(dá)到了系統(tǒng)擴(kuò)容和各機(jī)之間互為冗余的目的。
MPS系統(tǒng)光儲(chǔ)一體機(jī)是邁格瑞能針對(duì)微電網(wǎng)推廣的明星產(chǎn)品。單機(jī)功率涵蓋：30～500kW。目前支持最大10臺(tái)并聯(lián)，并機(jī)功率可以擴(kuò)展到5MW。
邁格瑞能電網(wǎng)級(jí)別的儲(chǔ)能變流器解決方案：為4臺(tái)630KW的儲(chǔ)能變流器組成一個(gè)2.5MW逆變升壓一體20尺標(biāo)準(zhǔn)集裝箱。
下面是我們并聯(lián)的一些應(yīng)用案例。這是我們?cè)谘蕾I加儲(chǔ)能項(xiàng)目的4臺(tái)LNA并聯(lián)。這是我們微網(wǎng)級(jí)別的并機(jī)方案，6臺(tái)MPS光儲(chǔ)一體機(jī)的并聯(lián)。北京冬奧會(huì)的一個(gè)項(xiàng)目，我們2臺(tái)MPS光儲(chǔ)一體機(jī)的并聯(lián)。迪拜項(xiàng)目是2臺(tái)光儲(chǔ)一體機(jī)的并聯(lián)。湖南調(diào)峰調(diào)頻項(xiàng)目，80套，2.5mw的升壓逆變一體倉(cāng)方案。埃塞俄比亞6臺(tái)100Kw,MEGA儲(chǔ)能變流器的并聯(lián)運(yùn)行。深圳華僑城共直流母線的并聯(lián)方案：2臺(tái)630儲(chǔ)能變流器交流側(cè)和直流側(cè)分別并聯(lián)的項(xiàng)目。
邁格瑞能戶用儲(chǔ)能并聯(lián)案例、微電網(wǎng)儲(chǔ)能并聯(lián)案例、電網(wǎng)儲(chǔ)能并聯(lián)案例還有很多，很多……我就不一一列舉了。由于時(shí)間的關(guān)系，我今天的分享就到這里，感謝大家的聆聽(tīng)，謝謝。
