中國儲能網(wǎng)訊：10月12-13日，第五屆儲能技術在分布式能源與微電網(wǎng)中應用高層研討會在深圳順利召開，來自行業(yè)協(xié)會、科研院所、知名企業(yè)的代表超過300名嘉賓到場參會。會議由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會、全國微電網(wǎng)與分布式電源并網(wǎng)標準化技術委員會聯(lián)合主辦。中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會、中國儲能網(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，在會上以“典型并離網(wǎng)微電網(wǎng)方案及關鍵技術”為題做了精彩演講。
演講全文如下：
各位領導專家，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人的認識，希望后面有更多的機會與業(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，我們常見的項目里面常用的典型設計方案，我總結(jié)了7、8種設計方案，這部分的設計方案涵蓋一些離網(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、應用案例，主要是我們參與過的項目案例，在一些案例里面會分享遇到的問題和一些解決的辦法。3、在這里面應用到的關鍵技術。4、總結(jié)和展望。
微電網(wǎng)一般是具有源網(wǎng)和一體能進行自治的系統(tǒng)，一個小型的網(wǎng)絡系統(tǒng)。包括并網(wǎng)和離網(wǎng)的微電網(wǎng)，儲能是微電網(wǎng)里面不可或缺的單元?；趦δ艿奈㈦娋W(wǎng)里面，科陸公司把儲能作為整個集團公司戰(zhàn)略發(fā)展方向，從2009年、2010年開始，公司做了非常大的投入，參與了很多標桿性的項目，我們從方案、性能評估以及整個產(chǎn)品的生產(chǎn)制造、運營的交付等都會參與。在這里面，我們從去年年底到今年，國家在多能互補或者微電網(wǎng)，有很多示范項目，像去年年底能源局發(fā)布了23個多能互補的示范項目，今年3月份又有56個能源互聯(lián)網(wǎng)的示范項目，5月份發(fā)布了28個新能源微電網(wǎng)的示范項目，這些示范項目里面其中第28個新能源微電網(wǎng)示范項目也有一些值得關注的地方，特別是新能源微電網(wǎng)里面，在28個示范項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到50%以上和可再生能源發(fā)電的自給率要達到50%以上。要求你的發(fā)電量達到用電量的50%以上，這個要求比較高，這些示范項目如果真正能達到這些指標，相當于對整個微電網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的促進會有很好的示范作用。
10月11日，五部委聯(lián)合發(fā)了關于儲能技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導意見，可能大家比較期待補貼政策沒有，因為是五部委指導政策，不太可能有具體的補貼政策，但是里面有很多大型項目的規(guī)劃已經(jīng)在里面，包括百MW級的鋰電池儲能電站和鉛酸電站已經(jīng)寫到意見里面來。同時微電網(wǎng)在國標里面，包括各種微電網(wǎng)接入、配電網(wǎng)接入系統(tǒng)里面的相關技術和管理規(guī)定，包括涵蓋設計、運行、監(jiān)控、能量管理、調(diào)試驗收、測試等方面。
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)的整個應用，包括用電質(zhì)量，還有它整個技術水平、穩(wěn)定可靠性很難和傳統(tǒng)的大電網(wǎng)相提并論，相對來講可靠性相對弱一些，現(xiàn)在電網(wǎng)的用電可靠性可用率在4個9或者5個9以上，城市用電一年停電幾個小時，像深圳、上海這種大城市停電在2個校內(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)相對來說可靠性會要求做到很高，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急備用電源使用，要求能夠提升用電用戶的效能，在用電項目會有很多要求。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，是基于光儲一體的系統(tǒng)，這個系統(tǒng)有幾個大的特點：1、每個分布式源可以做成具有虛擬同步特性的源，這個源比較容易擴展。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，對系統(tǒng)的可靠性和簡潔性有提升。3、這個系統(tǒng)整個用電效能相對來說會高，特別是離網(wǎng)系統(tǒng)下，在這種情況下由于光伏和儲能在直流側(cè)進行耦合，因為在離網(wǎng)有特點，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，這部分會通過這樣的占比提高大概5%-10%整個的用電效率。
第二種，典型方案，整個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，它的特點是所有的發(fā)電單元，光伏或者風電都并到電網(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，選擇進行的整個控制策略。
第三種，共高壓交流母線方案，常見于MW級的交流電站。
第四種，基于風光柴儲的方案，多見于獨立的離網(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、電站能有電量調(diào)度的能力，是功率性儲能。對于整個儲能部分的成本很敏感，因為新能源發(fā)電成本比較高，再疊加到儲能，導致整個系統(tǒng)的成本更高，雖然不需要每度電都進入儲能里面，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，所以有些示范項目，包括科陸公司也建過這樣的項目，甘肅有一個光伏+儲能+風電的示范項目。這種項目的經(jīng)濟性很難計算。
第六種，用戶側(cè)的用電負荷平滑的方案，很多用戶用電在峰值電價，很多用峰谷電，谷值可以非常小。這種情況可以通過儲能來實現(xiàn)谷電峰用，避免峰谷電價差過大導致成本增加。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，電費單有一欄力調(diào)費，當供應比較低的情況下，你會交不少錢給電網(wǎng)公司，這部分可以通過儲能來做功率因素的補償，同時通過儲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，特別是峰谷波動比較大的情況下的用電負荷，它的基礎電位和度電電費比起來，有些用戶甚至達到1：1。我前兩天看到一個客戶給我一張電費單，容量費和力調(diào)費加起來比度費更高，這種可以通過儲能來平滑負荷的峰谷，實現(xiàn)谷電峰用，改善用戶的用電質(zhì)量，提升用電效能。
第七種，儲能發(fā)電在燃煤電廠里面的應用，解決燃煤電廠調(diào)頻能力不足的問題，燃煤電廠的調(diào)頻能力相對于用鋰電池的儲能，它的調(diào)頻能力會差很多，有一個統(tǒng)計數(shù)據(jù)是儲能的調(diào)頻能力是傳統(tǒng)的火電機組的20多倍，通過在火電廠，在它的廠變下面接入儲能系統(tǒng)，實現(xiàn)快速相應AGC的調(diào)度指令，來實現(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目，大同熱點的調(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，也是通過儲能，很多人在關注，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應急備電的情況下，通過儲能來進行替代，由于數(shù)據(jù)中心的峰谷電價差比較大，在數(shù)據(jù)中心還有一個好處，它作為一般工商業(yè)沒有容量費，在這種情況下，可以充分發(fā)揮對谷值電拿來峰用。
下面我介紹我做的一些典型案例，通過案例里面的案例應用來看遇到的問題。
這是比較早的項目，曲麻萊大型離網(wǎng)電站的項目，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，它通過并列來實現(xiàn)整個電站的免維護、免EMS。海島微電網(wǎng)比較典型的，2015年做的這個案例，技術的先進性是比較好的，它能夠?qū)崿F(xiàn)兩個微電網(wǎng)之間的相互投切，而不是兩個電源之間的相互投切。它通過兩個子微網(wǎng)以及不影響兩個子微網(wǎng)內(nèi)部的情況下的投切，這是這個項目獨特的地方，應該說子微網(wǎng)的投切做的是比較先進的。
重點介紹力源不銹鋼廠的項目，這是用戶側(cè)峰谷調(diào)節(jié)很典型的項目，在佛山。這個儲能容量是1MW、2.8MWH，采用磷酸鐵鋰電池，用谷值電充進來，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模式改成接納需量模式，可以為用戶節(jié)省基礎電費這部分，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，這里面加工的設備都是感性負載，每個月原來的力調(diào)費很高，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，在山西大同的同達熱電，是9MW、4.45MWH。上了這個項目之后，熱電廠很快調(diào)頻能力在山西省排到前面，收益也是非?？陀^，項目總共投資三千多萬，每天的收益高的時候甚至超過10萬，所以這個收益很高。同時對于它整個機組的壓力，原來的機組壓力也會減少。
北京拉菲特城堡酒店的削峰填谷的項目，這是一般工商業(yè)，非工用電沒有容量費，但是這個地方通過改善功率因數(shù)，以及它使用峰谷來實現(xiàn)項目收益，原來電費單里面力調(diào)費幾乎變成0。
我們在項目里面經(jīng)常接觸到的關鍵技術，虛擬同步技術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)新技術之一，請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技術目標是將電力電子設備能夠?qū)崿F(xiàn)等效，以傳統(tǒng)的同步電機具有慣性和阻尼的特性，我們同步發(fā)電機在看國標和標準里面，里面有大量關于頻率特性、電壓特性和短路電流特性、并聯(lián)這些相關的特性標準要求，現(xiàn)在逆變器、電力電子設備這部分沒有，我們只有保護特性，過頻保護、過壓保護，頻率這些沒有動態(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)電機的特性，使電網(wǎng)接入的時候，不會失效。整個接入增多，大電網(wǎng)傳統(tǒng)電力系統(tǒng)的機制失效，整個電網(wǎng)公司的生存會面臨很大的壓力，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?；谶@種下垂控制以及虛擬同步控制，在下垂控制的基礎上進一步實現(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)公司的標準或者是目標，希望能夠統(tǒng)一接入，機制進行統(tǒng)一，然后能夠自主運行，同時國家電網(wǎng)在這方面也有一些企業(yè)標準在推，主要是在光伏，目前主要是在光伏和風電領域在推行這方面的標準，作為企業(yè)來推。目前在儲能領域還沒有，但是也會切入這部分。在標準里面已經(jīng)對設備的一次調(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行組網(wǎng)，這是比較關鍵的技術。純電壓源的微網(wǎng)的架構(gòu)會使整個分布式源接入更靈活，不需要能量管理交給它，并且實現(xiàn)無通信線的設備互聯(lián)，以及功率的分配，過程比較簡單，也容易實現(xiàn)無人值守。同時我們電壓源的并聯(lián)技術，包括設備和設備之間的并聯(lián)以及PCS和設備和傳統(tǒng)柴油發(fā)電機以及大電網(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、負載的分配以及模式切換，這些問題是我們在微電網(wǎng)里面常見的技術。
短路故障的支撐，特別是離網(wǎng)里面這點非常重要，在負荷側(cè)或者傳輸線路側(cè)出現(xiàn)故障，我們的設備能不能實現(xiàn)短時故障的支撐，能不能進行自動恢復，這種情況下是非常關鍵的。
不平衡負載，離網(wǎng)系統(tǒng)里面，負荷很難調(diào)頻，這部分怎么通過正負序分離的控制技術，實現(xiàn)100%不平衡的情況下，能正常的應用。
并離網(wǎng)的無縫切換，對并離網(wǎng)要求特別高，特別是用戶側(cè)要求并離網(wǎng)切換，它一定要實現(xiàn)毫秒級，10毫秒的并聯(lián)切換能力，才能保證關鍵負荷不受大電網(wǎng)故障或者是大電網(wǎng)的，不管是開關故障，短路故障，這類故障導致微電網(wǎng)內(nèi)部的關鍵負荷。
在離網(wǎng)里面還有黑啟動技術，并網(wǎng)也存在一些，比如調(diào)峰電站，也會存在黑啟動的問題，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的問題，黑啟動的問題也是里面的關鍵技術。
最后看儲能和微電網(wǎng)在后續(xù)發(fā)展的展望，微電網(wǎng)，我認為需要在傳統(tǒng)電網(wǎng)的基礎上提供更高基礎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，這是我們應該做的主要工作。同時微電網(wǎng)與儲能系統(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，使整個系統(tǒng)快速的進入到商用階段，應該是比較好的切入點。對于新能源并網(wǎng)，新能源并網(wǎng)應該說一直有人提，但是這部分一直發(fā)展不是太好，如果讓每個新能源都具備傳統(tǒng)電廠的能力，其實成本還是蠻高的，不如通過用戶側(cè)來更經(jīng)濟、更節(jié)省，本身線路上的損失就很多，如果把多個不穩(wěn)定或者間歇性，數(shù)量多了以后具有一定的互補和均衡性。即使綜合以后不均衡，放在用戶側(cè)有傳輸效率問題，投入也會降低很多。在用戶側(cè)來說應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，對于降低整個電網(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技術的技術模式所做的微電網(wǎng)應該是架構(gòu)簡單、效率快，便于擴容，也容易實現(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)第五屆儲能技術高層研討會會議錄音整理，未經(jīng)本人審核，不足之處，請批評指正。）
