中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：4月24-26日，由中國(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)主辦的第九屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月25日上午的“微電網(wǎng)與儲(chǔ)能”專場(chǎng)，新風(fēng)光電子科技股份有限公司副總經(jīng)理、電能質(zhì)量事業(yè)部總經(jīng)理張長(zhǎng)元在會(huì)上分享了主題報(bào)告《儲(chǔ)能技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用》，以下為演講實(shí)錄：
張長(zhǎng)元：各位專家，各位同仁，上午好！今天我演講的題目是儲(chǔ)能技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，剛剛主持人也介紹了，儲(chǔ)能在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用包括很多場(chǎng)景，從昨天到今天上午大家的報(bào)告當(dāng)中，對(duì)儲(chǔ)能就進(jìn)行了很多的闡述。我的報(bào)告分為四個(gè)部分，一是儲(chǔ)能行業(yè)現(xiàn)狀簡(jiǎn)單說一下，因?yàn)榇蠹乙呀?jīng)講的非常多了，二是PCS能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，還有一些案例分析，最后做一下公司的簡(jiǎn)介。
目前的現(xiàn)狀呢，剛剛趙總講到了這個(gè)儲(chǔ)能是未來傳統(tǒng)能源的心臟，我們其實(shí)改變了電力行業(yè)中電能只能傳輸不能儲(chǔ)存的歷史，儲(chǔ)能這幾年的發(fā)展圍繞這個(gè)使命來進(jìn)行的，目前來講所謂的擴(kuò)容是非常難的，還有電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)功率平衡也非常難，如果是儲(chǔ)能大量的應(yīng)用之后，這一部分肯定會(huì)有很好的解決，再一個(gè)就是大規(guī)模的新能源的接入，這種波動(dòng)性對(duì)電網(wǎng)帶來不確定性也是大家必須要面臨的問題。一個(gè)問題就是充電樁的沖擊，剛剛楊總也講到了充電樁的沖擊，這些都是儲(chǔ)能可以解決的。
儲(chǔ)能系統(tǒng)在各個(gè)環(huán)節(jié)的作用呢，主要是發(fā)電側(cè)、輸電側(cè)、配電側(cè)和用電側(cè)，還有從網(wǎng)、荷、源這些方面的應(yīng)用，一帶而過，時(shí)間上面有點(diǎn)緊張。
目前的儲(chǔ)能形式，大家談的也比較多，化學(xué)儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、機(jī)械儲(chǔ)能，這里面放了一些電磁儲(chǔ)能，超導(dǎo)儲(chǔ)能也是未來需要探索的，電化學(xué)儲(chǔ)能是現(xiàn)在用得比較多的，抽水蓄能也是比較多的，未來真正可以解決這些問題的到底方向在哪里？需要業(yè)內(nèi)的同行們來探索。這是一個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能的下降還有電池壽命的提升的過程，儲(chǔ)能的瓶頸問題業(yè)內(nèi)都認(rèn)識(shí)到了就是電池在整個(gè)系統(tǒng)中占比是非常大的，可以占到80%多，所以說儲(chǔ)能的商業(yè)化應(yīng)用，還有盈利平衡點(diǎn)到底在什么位置，電池起到了非常大的決定性的作用。
我這幅圖針對(duì)超級(jí)電容還有鋰電池它的14個(gè)指標(biāo)做了一個(gè)分析，我們可以看到的就是超級(jí)電容藍(lán)色的那個(gè)在八九個(gè)點(diǎn)上面得分比較高的，鋰電池雖然在自放電、還有實(shí)用性和能量密度上面都有比較好的評(píng)分，但是有幾個(gè)安全性的問題，它的得分并不高。根據(jù)我們電站的作用不同選擇不同的儲(chǔ)能介質(zhì)，在整個(gè)儲(chǔ)能建設(shè)過程當(dāng)中需要考慮的問題，是電能容量的要求，還是快速響應(yīng)儲(chǔ)能容量的要求，選擇的介質(zhì)是完全不一樣的。在這里說了一個(gè)電解電容它的充電能力還有充放電率做了一個(gè)比較，還有就是鋰電池在這里面從它的循環(huán)性，適用領(lǐng)域做了一個(gè)對(duì)比。所以現(xiàn)在來看的話，大家選擇比較多的就是碳酸鋰電池，還有硫酸鋰電池，在做儲(chǔ)能的時(shí)候，它在選擇的時(shí)候，成本有的時(shí)候會(huì)考慮的比較多。
另外一個(gè)，就是政策性的，昨天上午很多專家都講了，這里不再講了，行業(yè)的主要任務(wù)就是降低電池的成本，從降低電池的成本來降低整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)成本。
PCS系統(tǒng)的主流技術(shù)的現(xiàn)狀，這個(gè)是1988年在加州搞的一個(gè)儲(chǔ)能電站，它主要的作用就是當(dāng)時(shí)是為了這個(gè)系統(tǒng)的熱備用還有負(fù)荷的平衡還有電能質(zhì)量的控制，多重化的一個(gè)，這個(gè)開關(guān)頻率很低，為了改變輸出波形加了一些濾波，當(dāng)時(shí)的技術(shù)不是特別成熟，用的這種開關(guān)頻率比較低的GTO管子，只有幾百赫茲，輸出的波形不太好。低壓并聯(lián)匯集升壓方案是大家比較熟悉的一種方式，現(xiàn)在應(yīng)用也是非常多的一種方式。低壓并聯(lián)的方式在現(xiàn)在來講選擇這種方式的主要的原因：一是電池本身的電壓等級(jí)在這里，二是電壓本身的變流器的技術(shù)比較成熟。但是在并聯(lián)過程當(dāng)中有幾個(gè)問題，第一個(gè)就是單級(jí)的容量不可能做的特別大，為了采用大容量的就是多極并聯(lián)，這些問題在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中已經(jīng)碰到了，還有一個(gè)就是在輸出過程當(dāng)中，為了改善它的輸出波形還有質(zhì)量，一般采用LCL，或者LC這種濾波方式，形成了一個(gè)高接系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)會(huì)對(duì)諧波的進(jìn)行放大，這些問題其實(shí)是不容忽視的，一旦出現(xiàn)諧波之后，大量的發(fā)熱，導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰甚至產(chǎn)生火災(zāi)。
另外一個(gè)，就是低壓的兩種方式，一個(gè)就是單級(jí)的，還有一個(gè)就是兩級(jí)的。單級(jí)的就是相對(duì)效率比較高，它的輸出一般加LCL濾波，后面往往會(huì)再加一個(gè)升壓變壓器。再一個(gè)就是現(xiàn)在的一些廠家都在推的三電平，這個(gè)三電平有一個(gè)好處，就是它的輸出波形更趨近于正形波。下面這個(gè)是帶一個(gè)斬波的，后面是超級(jí)電容的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這個(gè)是現(xiàn)在用在軌道交通行業(yè)的，用超級(jí)電容的拓?fù)鋱D。整個(gè)的系統(tǒng)構(gòu)成大致也就是這么幾種拓?fù)?，第一個(gè)就是單級(jí)串聯(lián)的PCS，還有DCDC在前面并聯(lián)，做一個(gè)大的這種DCDC的變化，再一個(gè)就是這種單級(jí)直接并聯(lián)，后面這個(gè)是DCAC級(jí)，然后再串聯(lián)最后再并聯(lián)，大致這么幾種方案，目前來講主流方案就是這幾種，但是這里面剛剛提到的多極協(xié)調(diào)的控制有難度，通訊構(gòu)架比較復(fù)雜，多極并聯(lián)容易形成環(huán)流和光伏逆變器不一樣的，從電池版到這個(gè)系統(tǒng)。我們這個(gè)是雙向的，從電池的充放電的過程，所以說控制不好的話很容易產(chǎn)生環(huán)流，還有會(huì)發(fā)生一些關(guān)聯(lián)偶合，這種控制還是比較復(fù)雜的。
還有一種調(diào)頻的要求，小容量的電站在系統(tǒng)當(dāng)中的作用，其實(shí)并沒有發(fā)揮出來它非常強(qiáng)勁的作用，所以說大容量的這種PCS還有儲(chǔ)能電量的建設(shè)是未來的趨勢(shì)，往大功率做那電壓等級(jí)勢(shì)必會(huì)往上升，再用這種并聯(lián)的話并的數(shù)量非常多，基于MMC的方式，這種方式其實(shí)有一個(gè)公共母線，直流母線，就是說最上面這個(gè)還有最下面的VDC，在直流的儲(chǔ)能系統(tǒng)里面是非常適用的，但是交流里面應(yīng)用起來就是并不那么合適，但是現(xiàn)在做的直流電網(wǎng)又沒有這么多。所以說這種方式它有它的優(yōu)勢(shì)，但是現(xiàn)在并不是最合適的一種方式。
接下來就是這種H橋級(jí)聯(lián)式的，是從最早的高壓變頻器演變而來，有一個(gè)廠家介紹了這種PCS，他有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，第一個(gè)在每個(gè)功率單元，都有一個(gè)單獨(dú)的直流母線這個(gè)電壓在1000V左右，正好適用于現(xiàn)在電池的串并聯(lián)，達(dá)到這個(gè)電壓很容易的。第二個(gè)就是這種H橋級(jí)聯(lián)過程當(dāng)中某一級(jí)過程當(dāng)中可以旁路掉，這種也可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性還有系統(tǒng)的適應(yīng)性，還有35V接入電網(wǎng)的，可以很容易的把整機(jī)的功率做的非常大，所以說這個(gè)給未來系統(tǒng)調(diào)頻帶來了很大的便利，雖然這個(gè)系統(tǒng)只能用于交流系統(tǒng)，但是目前來講是最好的一種方案。容量越大它的優(yōu)勢(shì)越明顯，從這個(gè)方式往PCS轉(zhuǎn)變只需要在母線上面掛上我們的電池組就可以的，當(dāng)然這個(gè)里面母線加上一些濾波，在整個(gè)輸出過程當(dāng)中，它的母線有一個(gè)二倍頻紋波，為了提升電池利用效率會(huì)串一個(gè)電抗，這樣的話就是可以很方便的在我們的既有的成熟的設(shè)備上擴(kuò)展一個(gè)電池模組，就可以實(shí)現(xiàn)了。下面這個(gè)就是又有人提出了一種中間加隔離的方式，但是這種隔離器的方式就是系統(tǒng)變得很復(fù)雜，整個(gè)設(shè)備的可靠性就會(huì)降低。
所以說這個(gè)都有幾個(gè)特點(diǎn)，響應(yīng)一致性特別好，速度很快，轉(zhuǎn)換效率比較高，再一個(gè)具備功能，再一個(gè)就是高容錯(cuò)能力，這種PCS來講的話，是目前來講交流大功率的系統(tǒng)里面比較適用的，把這幾種拓?fù)渥隽吮容^，這個(gè)可以從380V做到35KV，但是這個(gè)就是僅僅是PCS的效率，整個(gè)系統(tǒng)的效率不是PCS來決定的，就是說這種。這個(gè)在未來過程當(dāng)中，應(yīng)該很有廣闊市場(chǎng)的產(chǎn)品。
下面介紹幾個(gè)案例，低溫超導(dǎo)儲(chǔ)能的案例，在0.5兆伏安的儲(chǔ)能，現(xiàn)場(chǎng)在甘肅白銀。這個(gè)就是低溫的超能儲(chǔ)能罐，把超導(dǎo)線圈放進(jìn)去。其實(shí)就是一個(gè)PCS的。這個(gè)是后來我們做的另外一個(gè)儲(chǔ)能項(xiàng)目，這是863的計(jì)劃。中間這個(gè)是負(fù)載的，底下這個(gè)是變流器，補(bǔ)償柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，這個(gè)用的是一個(gè)電池。還有軌道交通行業(yè)的應(yīng)用，整個(gè)配電分這四個(gè)電壓等級(jí)的，1500這一側(cè)，跟那個(gè)儲(chǔ)能很好的匹配度，現(xiàn)在的主流就是1500V，有三款產(chǎn)品就是電阻耗能還有逆變回饋還有超級(jí)儲(chǔ)能。這是產(chǎn)品還有兩兆瓦的產(chǎn)品介紹，接下來如果有感興趣的話我們?cè)俳涣?，?dāng)時(shí)提供10臺(tái)在這個(gè)項(xiàng)目里面。
我們下面把公司做一下簡(jiǎn)單的介紹，一帶而過，起草了十幾部國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，這是一些廠區(qū)的介紹，這是一個(gè)級(jí)聯(lián)產(chǎn)品，運(yùn)行一萬多臺(tái)，這個(gè)軌道上面的裝置，目前是36條，投運(yùn)的設(shè)備是190多臺(tái)，然后另外一個(gè)還有煤炭行業(yè)用的防爆產(chǎn)品，獲得認(rèn)證，還有電能質(zhì)量產(chǎn)品還有定制電源類的產(chǎn)品，這是一些產(chǎn)品系列，這是我們一個(gè)銷售網(wǎng)點(diǎn)，這是我們的一個(gè)服務(wù)中心。一共是分五個(gè)中心，感謝大家的，謝謝大家！
