中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：9月24—26日，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)聯(lián)合200余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十屆中國國際儲(chǔ)能大會(huì)在深圳鵬瑞萊佛士酒店召開。此次大會(huì)主題是“共建儲(chǔ)能生態(tài)鏈，開啟應(yīng)用新時(shí)代”。 來自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國內(nèi)外駐華機(jī)構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的1621人參加了本屆大會(huì)。本次大會(huì)由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)、中國科學(xué)院電工研究所儲(chǔ)能技術(shù)組和中國儲(chǔ)能網(wǎng)聯(lián)合承辦。
在24日下午的“儲(chǔ)能系統(tǒng)集成設(shè)備及梯次利用專場(chǎng)（上） ”專場(chǎng)，天津電氣科學(xué)研究院有限公司微網(wǎng)系統(tǒng)及儲(chǔ)能產(chǎn)品研發(fā)經(jīng)理厲成元分享了主題報(bào)告《基于大容量儲(chǔ)能的微網(wǎng)（孤網(wǎng)）系統(tǒng)解決方案》。會(huì)務(wù)組對(duì)發(fā)言人的演講速記做了梳理，方便大家會(huì)后交流、學(xué)習(xí)，以下是速記全文：
厲成元：各位朋友們，大家下午好，非常感謝主辦方給我們這樣的機(jī)會(huì)，共同交流儲(chǔ)能相關(guān)的技術(shù)。上午很多專家和領(lǐng)導(dǎo)提到了，儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展還是要靠在座的各位同仁共同的去呵護(hù)和推動(dòng)發(fā)展。
天津電氣院致力于在微網(wǎng)儲(chǔ)能領(lǐng)域，同時(shí)通過儲(chǔ)能解決方案提供微電網(wǎng)（孤網(wǎng)）系統(tǒng)解決方案，今天非常高興和大家分享一下基于大容量儲(chǔ)能的微網(wǎng)（孤網(wǎng)）系統(tǒng)解決方案。主要從五個(gè)面進(jìn)行介紹：天津電氣科學(xué)院介紹；孤網(wǎng)供電系統(tǒng)、我們的解決方案、案例和展望。
天津電氣院隸屬于中國機(jī)械工業(yè)集團(tuán)，中國機(jī)械工業(yè)集團(tuán)有限公司是中央管理的國有骨干企業(yè)，世界500強(qiáng)，連續(xù)多年位居中國機(jī)械工業(yè)百強(qiáng)首位。國機(jī)集團(tuán)是一家多元化、國際化的綜合性裝備工業(yè)集團(tuán)，圍繞裝備制造業(yè)和現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)兩大領(lǐng)域，發(fā)展裝備制造、科技研發(fā)、工程承包、貿(mào)易服務(wù)、金融投資五大主業(yè)，業(yè)務(wù)涉及機(jī)械、能源、交通、汽車、輕工等國民經(jīng)濟(jì)重要產(chǎn)業(yè)，在全球共設(shè)有300余個(gè)駐外機(jī)構(gòu)，業(yè)務(wù)遍及五大洲。
總公司是中國機(jī)械設(shè)備工程股份有限公司，全球領(lǐng)先的國際工程承包與服務(wù)商，中國機(jī)械設(shè)備工程股份有限公司（CMEC）前身是成立于1978年的中國機(jī)械設(shè)備進(jìn)出口總公司, 2012年在香港成功上市，由中國機(jī)械工業(yè)集團(tuán)有限公司控股。CMEC是以工程承包為核心業(yè)務(wù)，以貿(mào)易、投資、研發(fā)以及國際服務(wù)為主體的工貿(mào)結(jié)合、技貿(mào)結(jié)合的大型國際化綜合性企業(yè)集團(tuán)。
天津電氣院本身致力于提供卓越的工業(yè)領(lǐng)域電氣系統(tǒng)解決方案，今年是其成立66周年，是原國家機(jī)械部直屬研究所，為國家創(chuàng)新型企業(yè)、國家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。公司主要從事電氣控制設(shè)備的研發(fā)及應(yīng)用，在高端裝備控制系統(tǒng)方面擁有豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。提供重型裝備系統(tǒng)工程、智能裝備系統(tǒng)工程、水力發(fā)電工程、變頻器產(chǎn)品、微網(wǎng)系統(tǒng)及儲(chǔ)能產(chǎn)品、電控設(shè)備檢測(cè)等領(lǐng)域的系統(tǒng)解決方案。
天津電氣科學(xué)研究院以高端裝備制造業(yè)領(lǐng)域電氣控制系統(tǒng)工程為基礎(chǔ)，大力推進(jìn)能源和節(jié)能裝備產(chǎn)業(yè)，積極發(fā)展相關(guān)機(jī)電裝備產(chǎn)品貿(mào)易與技術(shù)服務(wù)，提供以閉環(huán)服務(wù)為導(dǎo)向的系統(tǒng)解決方案，為客戶創(chuàng)造卓越價(jià)值。
高端裝備制造業(yè)領(lǐng)域電氣控制系統(tǒng)解決方案：擁有重型裝備、能源電力、智能裝備、節(jié)能環(huán)保和船舶海工等裝備制造業(yè)領(lǐng)域高端電氣控制系統(tǒng)解決方案的能力，專注于智能裝備系統(tǒng)集成、數(shù)字化工廠等控制系統(tǒng)領(lǐng)域，可為客戶提供全方位、多層次的解決方案。
儲(chǔ)能和節(jié)能裝備領(lǐng)域研究開發(fā)及產(chǎn)業(yè)化：擁有微網(wǎng)儲(chǔ)能和節(jié)能裝備等新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的核心技術(shù)自主研發(fā)能力，以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，發(fā)揮自身研發(fā)優(yōu)勢(shì)，研發(fā)出高性能的儲(chǔ)能變流器、變頻器、高端配電等系列“專精尖”高新技術(shù)產(chǎn)品，并形成產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)模式。
相關(guān)機(jī)電裝備產(chǎn)品貿(mào)易與技術(shù)服務(wù)：擁有工程研究中心、重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、檢測(cè)中心、孵化器以及相關(guān)標(biāo)委會(huì)、學(xué)會(huì)和協(xié)會(huì)資源，引領(lǐng)行業(yè)新技術(shù)、新產(chǎn)品，提供研發(fā)、檢測(cè)、認(rèn)證和服務(wù)的平臺(tái)。
第二部分重點(diǎn)給大家做一個(gè)匯報(bào)，就是微電網(wǎng)的供電系統(tǒng)，微網(wǎng)系統(tǒng)包括傳統(tǒng)化石能源、可再生能源、儲(chǔ)能發(fā)電、負(fù)荷發(fā)電，同時(shí)降低化石能源的比例，在微電網(wǎng)也會(huì)有新能源分布式電源的供應(yīng)，包括風(fēng)電、光伏發(fā)電和水利發(fā)電。微網(wǎng)中儲(chǔ)能起到了非常關(guān)鍵的作用。
我們跟天津大學(xué)的王教授有非常深度的合作，對(duì)于電網(wǎng)的分類，一般就是聯(lián)網(wǎng)型或者是獨(dú)立型。聯(lián)網(wǎng)型就是跟大電網(wǎng)有PCC節(jié)點(diǎn)，但是也具有獨(dú)立運(yùn)行的能力。在電網(wǎng)建成的時(shí)候，并網(wǎng)進(jìn)行，離網(wǎng)的時(shí)候快速的切換。我們更多的關(guān)注是獨(dú)立型的微網(wǎng)，有別于常規(guī)電網(wǎng)，獨(dú)立型微電網(wǎng)相對(duì)比較弱，需要配置儲(chǔ)能作為符合和電源之間的功率平衡，提高新能源的滲透率。這是一種有效解決無電或者是弱電的技術(shù)綜合性的解決方案。
雖然說它可以提供非常好的供電解決方案，但是它也有自己的問題，比如說發(fā)電容量比較少，意味著調(diào)節(jié)能力比較弱，一些微小波動(dòng)都會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)崩潰。還有根據(jù)當(dāng)?shù)氐馁Y源稟賦去進(jìn)行新能源的接入，但是隨著新能源滲透率提高，新能源的發(fā)電的不平衡性，對(duì)于電網(wǎng)其實(shí)也是負(fù)荷的波動(dòng)，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行產(chǎn)生非常大的挑戰(zhàn)。另外，弱電網(wǎng)的阻抗是不能被忽略的，而且這種阻抗所帶來的振蕩頻率是比較寬的。
下面幾張圖片是我們實(shí)際工程中的弱電網(wǎng)運(yùn)行情況。第一個(gè)是電網(wǎng)低頻振蕩，這個(gè)是在小電網(wǎng)經(jīng)常發(fā)生的。即便是我們國家這么強(qiáng)大的國網(wǎng)接入新能源的比例，也是出現(xiàn)了區(qū)域性的振蕩。這是典型的孤網(wǎng)振蕩。
第二個(gè)是大功率負(fù)荷突變，負(fù)荷突變達(dá)到總負(fù)荷的30%。
第三個(gè)是長時(shí)間負(fù)荷突變，有3-5分鐘下降，下降時(shí)混合曲線有大功率的調(diào)整。這些都是對(duì)電網(wǎng)，特別是微型電網(wǎng)提出了非常大的挑戰(zhàn)。
第四個(gè)是大功率設(shè)備短路或者是故障之后重新修復(fù)之后重新去并入電網(wǎng)。這是將會(huì)有工頻沖擊，還會(huì)大量無功的能量。
那如何解決微電網(wǎng)供電穩(wěn)定性的問題？基于儲(chǔ)能系統(tǒng)和相關(guān)的控制技術(shù)去構(gòu)建微網(wǎng)運(yùn)行解決方案。上午科華的領(lǐng)導(dǎo)也有提到關(guān)鍵環(huán)節(jié)的突破系統(tǒng)，包括重新啟動(dòng)、多機(jī)并列，這些也是相關(guān)的研究領(lǐng)域。
以下是我們的具體的解決方案。微電網(wǎng)的設(shè)置不是說用多少光伏和多少儲(chǔ)能就可以去給電網(wǎng)穩(wěn)定供電的，需要通過不同的分布式電源和儲(chǔ)能，來具體的模型建立，對(duì)電流并行的狀態(tài)進(jìn)行分析，最后是從微網(wǎng)運(yùn)行的不同尺度，和長時(shí)間產(chǎn)生振蕩來做微電網(wǎng)的控制。這是微網(wǎng)一體化的設(shè)計(jì)、時(shí)間和空間的設(shè)計(jì)、互補(bǔ)設(shè)計(jì)，很多孤網(wǎng)、微電網(wǎng)的自然資源是不同的，再從具體的控制決策、微電網(wǎng)、多元、能量的優(yōu)化，還有一些新能源的優(yōu)化，最后是集合用戶實(shí)際的需求和功能，來提供相應(yīng)的接口。最后，還會(huì)從設(shè)計(jì)和運(yùn)行的角度，去評(píng)價(jià)微網(wǎng)是否可靠，是否具有經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，包括不同時(shí)間的字節(jié)，還有新能源的技術(shù)。
這是我們目前做的關(guān)鍵技術(shù)的研究，從最底層的并聯(lián)技術(shù)，多機(jī)并聯(lián)技術(shù)有百兆瓦的應(yīng)用，我們?cè)谶@里面也做了很多的工作，包括濾波的參數(shù)優(yōu)化、高性能的電流控制，最關(guān)鍵是大功率多機(jī)協(xié)同控制。同時(shí)，為了適應(yīng)弱電網(wǎng)抑制協(xié)振，從振蕩機(jī)理和相應(yīng)的能力方法做了研究。第二層在微網(wǎng)能力管理系統(tǒng)和分層的決策，這是微電網(wǎng)控制的角度，包括分布能源處理及負(fù)荷預(yù)測(cè)技術(shù)，佑赫微網(wǎng)能量管理系統(tǒng)。最上層是微電網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)、分布式發(fā)電設(shè)備與資源建模技術(shù)、生產(chǎn)模擬與綜合評(píng)價(jià)技術(shù)。一般來說設(shè)計(jì)院可以做電網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)，我們有相應(yīng)的模型和微電網(wǎng)的仿真。
這是多機(jī)并聯(lián)的研究，從虛擬阻抗、同步的角度，去解決了一些問題。
還有一點(diǎn)是虛擬同步機(jī)，這個(gè)是現(xiàn)在討論非常多的，實(shí)際上在研究過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，離網(wǎng)的自動(dòng)下垂是一個(gè)非常多的應(yīng)用，在沒有任何通訊機(jī)器，大規(guī)模的并聯(lián)，虛擬同步機(jī)是非常不穩(wěn)定的。
這是EMS系統(tǒng)，在前面建模分析的基礎(chǔ)上，對(duì)各項(xiàng)能源和負(fù)荷做緊急控制，短時(shí)間的熱控制和長時(shí)間的出力預(yù)測(cè)，呈現(xiàn)能量管理系統(tǒng)。
后面是案例跟大家分享。這是一個(gè)孤網(wǎng)，網(wǎng)內(nèi)有一臺(tái)25萬WK的機(jī)組，電網(wǎng)內(nèi)大功率工業(yè)設(shè)備對(duì)于電量產(chǎn)生的影響是非常大的，首先，負(fù)荷是單相的，會(huì)有非常大的嚴(yán)重三相不平衡。如果達(dá)到一定程度就會(huì)產(chǎn)生負(fù)電流，機(jī)組產(chǎn)生發(fā)熱，對(duì)機(jī)組的影響非常大。我們提供的這一套系統(tǒng)是實(shí)時(shí)檢測(cè)波動(dòng)，同時(shí)進(jìn)行電功率的控制，確保電網(wǎng)頻率和發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。調(diào)頻時(shí)間不超過50毫秒，這包括響應(yīng)、執(zhí)行的整個(gè)時(shí)間。通過這一套系統(tǒng)實(shí)施，也是徹底解決微電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的問題，包括主動(dòng)一次調(diào)頻，二次的AGC、AVC。
最后跟大家對(duì)行業(yè)和相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展做展望，我們認(rèn)為目前“一帶一路”沿線的國家基礎(chǔ)設(shè)施比較落后，前期的建設(shè)以電力、能源為主，隨著這些國家的能源供應(yīng)上來之后會(huì)進(jìn)行工業(yè)化的集成，整個(gè)產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展就會(huì)對(duì)電網(wǎng)提出電力穩(wěn)定供應(yīng)的需求，這一塊的應(yīng)用還是非常強(qiáng)的。
大規(guī)模新能源并網(wǎng)，以我們國家這么強(qiáng)大的穩(wěn)定電網(wǎng)，新能源并網(wǎng)也會(huì)有一些問題。
另外，我們做新能源微網(wǎng)十幾年了，伴隨著我們自己的技術(shù)提升，同時(shí)多學(xué)科的發(fā)展在持續(xù)，包括電池、人工智能算法、通信技術(shù)。如果用5G的技術(shù)，或者是高速通信的技術(shù)，如果把下垂控制在EMS上，這就可以為整個(gè)電網(wǎng)穩(wěn)定帶來更好的解決方案。
以上是我匯報(bào)的內(nèi)容，謝謝大家。
