中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：10月12-13日，第五屆儲(chǔ)能技術(shù)在分布式能源與微電網(wǎng)中應(yīng)用高層研討會(huì)在深圳順利召開，來自行業(yè)協(xié)會(huì)、科研院所、知名企業(yè)的代表超過300名嘉賓到場(chǎng)參會(huì)。會(huì)議由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)、全國微電網(wǎng)與分布式電源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)聯(lián)合主辦。中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)、中國儲(chǔ)能網(wǎng)承辦。四川科陸新能電氣有限公司新能源事業(yè)部總經(jīng)理黃海權(quán)，在會(huì)上以“典型并離網(wǎng)微電網(wǎng)方案及關(guān)鍵技術(shù)”為題做了精彩演講。
演講全文如下：
各位領(lǐng)導(dǎo)專家，業(yè)界的同行，大家好！接下來我給大家分享微電網(wǎng)方面科陸公司以及我個(gè)人的認(rèn)識(shí)，希望后面有更多的機(jī)會(huì)與業(yè)界同行多交流。
今天我分享的內(nèi)容主要集中在四方面：1、微電網(wǎng)典型的方案，我們常見的項(xiàng)目里面常用的典型設(shè)計(jì)方案，我總結(jié)了7、8種設(shè)計(jì)方案，這部分的設(shè)計(jì)方案涵蓋一些離網(wǎng)的微電網(wǎng)，也包括并網(wǎng)的微電網(wǎng)，有些地方側(cè)重儲(chǔ)能的方面。有大型離網(wǎng)電站，還有并網(wǎng)型微電網(wǎng)的，還有平滑新能源接入的這樣的典型方案。2、應(yīng)用案例，主要是我們參與過的項(xiàng)目案例，在一些案例里面會(huì)分享遇到的問題和一些解決的辦法。3、在這里面應(yīng)用到的關(guān)鍵技術(shù)。4、總結(jié)和展望。
微電網(wǎng)一般是具有源網(wǎng)和一體能進(jìn)行自治的系統(tǒng)，一個(gè)小型的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。包括并網(wǎng)和離網(wǎng)的微電網(wǎng)，儲(chǔ)能是微電網(wǎng)里面不可或缺的單元。基于儲(chǔ)能的微電網(wǎng)里面，科陸公司把儲(chǔ)能作為整個(gè)集團(tuán)公司戰(zhàn)略發(fā)展方向，從2009年、2010年開始，公司做了非常大的投入，參與了很多標(biāo)桿性的項(xiàng)目，我們從方案、性能評(píng)估以及整個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)制造、運(yùn)營的交付等都會(huì)參與。在這里面，我們從去年年底到今年，國家在多能互補(bǔ)或者微電網(wǎng)，有很多示范項(xiàng)目，像去年年底能源局發(fā)布了23個(gè)多能互補(bǔ)的示范項(xiàng)目，今年3月份又有56個(gè)能源互聯(lián)網(wǎng)的示范項(xiàng)目，5月份發(fā)布了28個(gè)新能源微電網(wǎng)的示范項(xiàng)目，這些示范項(xiàng)目里面其中第28個(gè)新能源微電網(wǎng)示范項(xiàng)目也有一些值得關(guān)注的地方，特別是新能源微電網(wǎng)里面，在28個(gè)示范項(xiàng)目里面名單里面提出了很多要求，比如說可再生能源發(fā)電的滲透率要求必須達(dá)到50%以上和可再生能源發(fā)電的自給率要達(dá)到50%以上。要求你的發(fā)電量達(dá)到用電量的50%以上，這個(gè)要求比較高，這些示范項(xiàng)目如果真正能達(dá)到這些指標(biāo)，相當(dāng)于對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的促進(jìn)會(huì)有很好的示范作用。
10月11日，五部委聯(lián)合發(fā)了關(guān)于儲(chǔ)能技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見，可能大家比較期待補(bǔ)貼政策沒有，因?yàn)槭俏宀课笇?dǎo)政策，不太可能有具體的補(bǔ)貼政策，但是里面有很多大型項(xiàng)目的規(guī)劃已經(jīng)在里面，包括百M(fèi)W級(jí)的鋰電池儲(chǔ)能電站和鉛酸電站已經(jīng)寫到意見里面來。同時(shí)微電網(wǎng)在國標(biāo)里面，包括各種微電網(wǎng)接入、配電網(wǎng)接入系統(tǒng)里面的相關(guān)技術(shù)和管理規(guī)定，包括涵蓋設(shè)計(jì)、運(yùn)行、監(jiān)控、能量管理、調(diào)試驗(yàn)收、測(cè)試等方面。
除了并網(wǎng)型微電網(wǎng)，還有離網(wǎng)型微電網(wǎng)，我們主要是面向無電地區(qū)，包括一些海島，離網(wǎng)型微電網(wǎng)的整個(gè)應(yīng)用，包括用電質(zhì)量，還有它整個(gè)技術(shù)水平、穩(wěn)定可靠性很難和傳統(tǒng)的大電網(wǎng)相提并論，相對(duì)來講可靠性相對(duì)弱一些，現(xiàn)在電網(wǎng)的用電可靠性可用率在4個(gè)9或者5個(gè)9以上，城市用電一年停電幾個(gè)小時(shí)，像深圳、上海這種大城市停電在2個(gè)校內(nèi)以內(nèi)。離網(wǎng)型微電網(wǎng)很難做到這么高的可靠性，并網(wǎng)型微電網(wǎng)相對(duì)來說可靠性會(huì)要求做到很高，我們既不能影響原來大的電力系統(tǒng)的供電可靠性，又能夠在大的電力系統(tǒng)可靠性情況下，出現(xiàn)故障的情況下作為應(yīng)急備用電源使用，要求能夠提升用電用戶的效能，在用電項(xiàng)目會(huì)有很多要求。我們接下來看常見典型的微電網(wǎng)方案。
第一種方案，常見于離網(wǎng)系統(tǒng)里面，并網(wǎng)也有這種使用，是基于光儲(chǔ)一體的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)有幾個(gè)大的特點(diǎn)：1、每個(gè)分布式源可以做成具有虛擬同步特性的源，這個(gè)源比較容易擴(kuò)展。2、不需要能量控制系統(tǒng)，EMS系統(tǒng)在這里面不需要，可以把這部分裁減掉，對(duì)系統(tǒng)的可靠性和簡潔性有提升。3、這個(gè)系統(tǒng)整個(gè)用電效能相對(duì)來說會(huì)高，特別是離網(wǎng)系統(tǒng)下，在這種情況下由于光伏和儲(chǔ)能在直流側(cè)進(jìn)行耦合，因?yàn)樵陔x網(wǎng)有特點(diǎn)，把白天和晚上用電的大概占比1：3，而光伏都是白天發(fā)電，這部分會(huì)通過這樣的占比提高大概5%-10%整個(gè)的用電效率。
第二種，典型方案，整個(gè)在低共交流母線耦合，這種方案常見于比較早期的離網(wǎng)微電網(wǎng)系統(tǒng)，現(xiàn)在并網(wǎng)的也有這種方式，它的特點(diǎn)是要求比較可靠的中控的EMS系統(tǒng)。離開EMS系統(tǒng)，就很難工作，它的特點(diǎn)是所有的發(fā)電單元，光伏或者風(fēng)電都并到電網(wǎng)里面，以微F源存在里面，這種情況下，由EMS系統(tǒng)來調(diào)度工作模式，選擇進(jìn)行的整個(gè)控制策略。
第三種，共高壓交流母線方案，常見于MW級(jí)的交流電站。
第四種，基于風(fēng)光柴儲(chǔ)的方案，多見于獨(dú)立的離網(wǎng)海島。
第五種，新能源發(fā)電平滑/能量搬移方案，使新能源發(fā)電的電場(chǎng)、電站能有電量調(diào)度的能力，是功率性儲(chǔ)能。對(duì)于整個(gè)儲(chǔ)能部分的成本很敏感，因?yàn)樾履茉窗l(fā)電成本比較高，再疊加到儲(chǔ)能，導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的成本更高，雖然不需要每度電都進(jìn)入儲(chǔ)能里面，但是帶發(fā)電車，至少把每度電成本增加1-2毛錢，這樣壓力是比較大的，所以有些示范項(xiàng)目，包括科陸公司也建過這樣的項(xiàng)目，甘肅有一個(gè)光伏+儲(chǔ)能+風(fēng)電的示范項(xiàng)目。這種項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性很難計(jì)算。
第六種，用戶側(cè)的用電負(fù)荷平滑的方案，很多用戶用電在峰值電價(jià)，很多用峰谷電，谷值可以非常小。這種情況可以通過儲(chǔ)能來實(shí)現(xiàn)谷電峰用，避免峰谷電價(jià)差過大導(dǎo)致成本增加。這種情況下還可以改善用戶的用電的質(zhì)量和效率。在系統(tǒng)里面，電費(fèi)單有一欄力調(diào)費(fèi)，當(dāng)供應(yīng)比較低的情況下，你會(huì)交不少錢給電網(wǎng)公司，這部分可以通過儲(chǔ)能來做功率因素的補(bǔ)償，同時(shí)通過儲(chǔ)能把變壓器容量的有效用到利用率提到最高，變壓器在用電成本里面占的蠻高，甚至有些在這方面，特別是峰谷波動(dòng)比較大的情況下的用電負(fù)荷，它的基礎(chǔ)電位和度電電費(fèi)比起來，有些用戶甚至達(dá)到1：1。我前兩天看到一個(gè)客戶給我一張電費(fèi)單，容量費(fèi)和力調(diào)費(fèi)加起來比度費(fèi)更高，這種可以通過儲(chǔ)能來平滑負(fù)荷的峰谷，實(shí)現(xiàn)谷電峰用，改善用戶的用電質(zhì)量，提升用電效能。
第七種，儲(chǔ)能發(fā)電在燃煤電廠里面的應(yīng)用，解決燃煤電廠調(diào)頻能力不足的問題，燃煤電廠的調(diào)頻能力相對(duì)于用鋰電池的儲(chǔ)能，它的調(diào)頻能力會(huì)差很多，有一個(gè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)是儲(chǔ)能的調(diào)頻能力是傳統(tǒng)的火電機(jī)組的20多倍，通過在火電廠，在它的廠變下面接入儲(chǔ)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)快速相應(yīng)AGC的調(diào)度指令，來實(shí)現(xiàn)調(diào)頻的收益，現(xiàn)在在華北電網(wǎng)里面有很多已經(jīng)在建，我們科陸公司做了山西大同的項(xiàng)目，大同熱點(diǎn)的調(diào)頻系統(tǒng)，是9MW、10.5MWH，可以給用戶帶來很好的調(diào)頻收益。
第八種，也是通過儲(chǔ)能，很多人在關(guān)注，在數(shù)據(jù)中心也有UPS的備電，但是它是鉛酸電池，每3年要換一次，占地也比較大，在UPS應(yīng)急備電的情況下，通過儲(chǔ)能來進(jìn)行替代，由于數(shù)據(jù)中心的峰谷電價(jià)差比較大，在數(shù)據(jù)中心還有一個(gè)好處，它作為一般工商業(yè)沒有容量費(fèi)，在這種情況下，可以充分發(fā)揮對(duì)谷值電拿來峰用。
下面我介紹我做的一些典型案例，通過案例里面的案例應(yīng)用來看遇到的問題。
這是比較早的項(xiàng)目，曲麻萊大型離網(wǎng)電站的項(xiàng)目，不過多介紹。離網(wǎng)的春季電站，主要是幾十千瓦到幾百千瓦的離網(wǎng)電站，它通過并列來實(shí)現(xiàn)整個(gè)電站的免維護(hù)、免EMS。海島微電網(wǎng)比較典型的，2015年做的這個(gè)案例，技術(shù)的先進(jìn)性是比較好的，它能夠?qū)崿F(xiàn)兩個(gè)微電網(wǎng)之間的相互投切，而不是兩個(gè)電源之間的相互投切。它通過兩個(gè)子微網(wǎng)以及不影響兩個(gè)子微網(wǎng)內(nèi)部的情況下的投切，這是這個(gè)項(xiàng)目獨(dú)特的地方，應(yīng)該說子微網(wǎng)的投切做的是比較先進(jìn)的。
重點(diǎn)介紹力源不銹鋼廠的項(xiàng)目，這是用戶側(cè)峰谷調(diào)節(jié)很典型的項(xiàng)目，在佛山。這個(gè)儲(chǔ)能容量是1MW、2.8MWH，采用磷酸鐵鋰電池，用谷值電充進(jìn)來，到峰值的電放出去，可以有效的把用戶變壓器的容量來縮減，用戶可以把他的變壓器容量收費(fèi)模式改成接納需量模式，可以為用戶節(jié)省基礎(chǔ)電費(fèi)這部分，創(chuàng)造這部分的收益。三是可以改變用戶的公約數(shù)，本來這是加工廠，這里面加工的設(shè)備都是感性負(fù)載，每個(gè)月原來的力調(diào)費(fèi)很高，這里面第三部分是這塊的降低，幾乎改善功率因數(shù)之后，能達(dá)到電網(wǎng)公司0.9以上的要求。
這是AGC調(diào)頻的案例，在山西大同的同達(dá)熱電，是9MW、4.45MWH。上了這個(gè)項(xiàng)目之后，熱電廠很快調(diào)頻能力在山西省排到前面，收益也是非?？陀^，項(xiàng)目總共投資三千多萬，每天的收益高的時(shí)候甚至超過10萬，所以這個(gè)收益很高。同時(shí)對(duì)于它整個(gè)機(jī)組的壓力，原來的機(jī)組壓力也會(huì)減少。
北京拉菲特城堡酒店的削峰填谷的項(xiàng)目，這是一般工商業(yè)，非工用電沒有容量費(fèi)，但是這個(gè)地方通過改善功率因數(shù)，以及它使用峰谷來實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目收益，原來電費(fèi)單里面力調(diào)費(fèi)幾乎變成0。
我們?cè)陧?xiàng)目里面經(jīng)常接觸到的關(guān)鍵技術(shù)，虛擬同步技術(shù)VSG，現(xiàn)在國內(nèi)，特別是電網(wǎng)公司、電科院研究，還是很重視這部分，VSG作為國網(wǎng)公司十大創(chuàng)新技術(shù)之一，請(qǐng)了國際知名的專家參與其中?；陔娏﹄娮拥哪孀兤魅鄙賾T性和阻尼，VSG技術(shù)目標(biāo)是將電力電子設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)等效，以傳統(tǒng)的同步電機(jī)具有慣性和阻尼的特性，我們同步發(fā)電機(jī)在看國標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)里面，里面有大量關(guān)于頻率特性、電壓特性和短路電流特性、并聯(lián)這些相關(guān)的特性標(biāo)準(zhǔn)要求，現(xiàn)在逆變器、電力電子設(shè)備這部分沒有，我們只有保護(hù)特性，過頻保護(hù)、過壓保護(hù)，頻率這些沒有動(dòng)態(tài)特性和暫態(tài)特性的要求。從國家電網(wǎng)的要求來說，它希望我們不斷增加新能源的接入，包括風(fēng)電、光伏，它讓電力電子的變換器、變流器、逆變器具有同步發(fā)電機(jī)的特性，使電網(wǎng)接入的時(shí)候，不會(huì)失效。整個(gè)接入增多，大電網(wǎng)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的機(jī)制失效，整個(gè)電網(wǎng)公司的生存會(huì)面臨很大的壓力，是不是切換成很小的系統(tǒng)等等，這是電網(wǎng)公司在這方面非常積極的探索這方面的原因。基于這種下垂控制以及虛擬同步控制，在下垂控制的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)虛擬同步控制，使新能源控制，基于電力電子的接入，能夠?qū)崿F(xiàn)與之前的接入方式是一樣的，電網(wǎng)公司的標(biāo)準(zhǔn)或者是目標(biāo)，希望能夠統(tǒng)一接入，機(jī)制進(jìn)行統(tǒng)一，然后能夠自主運(yùn)行，同時(shí)國家電網(wǎng)在這方面也有一些企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在推，主要是在光伏，目前主要是在光伏和風(fēng)電領(lǐng)域在推行這方面的標(biāo)準(zhǔn)，作為企業(yè)來推。目前在儲(chǔ)能領(lǐng)域還沒有，但是也會(huì)切入這部分。在標(biāo)準(zhǔn)里面已經(jīng)對(duì)設(shè)備的一次調(diào)頻能力、無功調(diào)壓、阻尼和慣性都提出了要求。
純電壓源在離網(wǎng)里面有些要求用純電壓源的方式進(jìn)行組網(wǎng)，這是比較關(guān)鍵的技術(shù)。純電壓源的微網(wǎng)的架構(gòu)會(huì)使整個(gè)分布式源接入更靈活，不需要能量管理交給它，并且實(shí)現(xiàn)無通信線的設(shè)備互聯(lián)，以及功率的分配，過程比較簡單，也容易實(shí)現(xiàn)無人值守。同時(shí)我們電壓源的并聯(lián)技術(shù)，包括設(shè)備和設(shè)備之間的并聯(lián)以及PCS和設(shè)備和傳統(tǒng)柴油發(fā)電機(jī)以及大電網(wǎng)之間的并聯(lián)，如何解決這里面并聯(lián)系統(tǒng)的穩(wěn)定性環(huán)流、負(fù)載的分配以及模式切換，這些問題是我們?cè)谖㈦娋W(wǎng)里面常見的技術(shù)。
短路故障的支撐，特別是離網(wǎng)里面這點(diǎn)非常重要，在負(fù)荷側(cè)或者傳輸線路側(cè)出現(xiàn)故障，我們的設(shè)備能不能實(shí)現(xiàn)短時(shí)故障的支撐，能不能進(jìn)行自動(dòng)恢復(fù)，這種情況下是非常關(guān)鍵的。
不平衡負(fù)載，離網(wǎng)系統(tǒng)里面，負(fù)荷很難調(diào)頻，這部分怎么通過正負(fù)序分離的控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)100%不平衡的情況下，能正常的應(yīng)用。
并離網(wǎng)的無縫切換，對(duì)并離網(wǎng)要求特別高，特別是用戶側(cè)要求并離網(wǎng)切換，它一定要實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)，10毫秒的并聯(lián)切換能力，才能保證關(guān)鍵負(fù)荷不受大電網(wǎng)故障或者是大電網(wǎng)的，不管是開關(guān)故障，短路故障，這類故障導(dǎo)致微電網(wǎng)內(nèi)部的關(guān)鍵負(fù)荷。
在離網(wǎng)里面還有黑啟動(dòng)技術(shù)，并網(wǎng)也存在一些，比如調(diào)峰電站，也會(huì)存在黑啟動(dòng)的問題，比如大電容科的橫流電站，這樣的調(diào)峰電站也面臨黑啟動(dòng)的問題，黑啟動(dòng)的問題也是里面的關(guān)鍵技術(shù)。
最后看儲(chǔ)能和微電網(wǎng)在后續(xù)發(fā)展的展望，微電網(wǎng)，我認(rèn)為需要在傳統(tǒng)電網(wǎng)的基礎(chǔ)上提供更高基礎(chǔ)的可靠性和更好的用電效率，提供更高的電能質(zhì)量，在現(xiàn)有的階段，微電網(wǎng)如何提高真正的用電效率，這是我們應(yīng)該做的主要工作。同時(shí)微電網(wǎng)與儲(chǔ)能系統(tǒng)如何結(jié)合目前，包括用戶側(cè)，包括調(diào)頻，如何更好的結(jié)合，使整個(gè)系統(tǒng)快速的進(jìn)入到商用階段，應(yīng)該是比較好的切入點(diǎn)。對(duì)于新能源并網(wǎng)，新能源并網(wǎng)應(yīng)該說一直有人提，但是這部分一直發(fā)展不是太好，如果讓每個(gè)新能源都具備傳統(tǒng)電廠的能力，其實(shí)成本還是蠻高的，不如通過用戶側(cè)來更經(jīng)濟(jì)、更節(jié)省，本身線路上的損失就很多，如果把多個(gè)不穩(wěn)定或者間歇性，數(shù)量多了以后具有一定的互補(bǔ)和均衡性。即使綜合以后不均衡，放在用戶側(cè)有傳輸效率問題，投入也會(huì)降低很多。在用戶側(cè)來說應(yīng)該是更高效率的投入方式。三是離網(wǎng)以及無人地區(qū)部署，對(duì)于降低整個(gè)電網(wǎng)投入是很好的，我們現(xiàn)在有很多離網(wǎng)的，特別是海外非洲，中國西藏地區(qū)，離網(wǎng)地區(qū)純離網(wǎng)，包括海島，采用純V/F或者VSG技術(shù)的技術(shù)模式所做的微電網(wǎng)應(yīng)該是架構(gòu)簡單、效率快，便于擴(kuò)容，也容易實(shí)現(xiàn)無人值守，是比較好的選擇。
我分享的內(nèi)容主要是這么多。感謝大家！
（本文根據(jù)第五屆儲(chǔ)能技術(shù)高層研討會(huì)會(huì)議錄音整理，未經(jīng)本人審核，不足之處，請(qǐng)批評(píng)指正。）
