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(kāi)。在4月26日上午的“能源互聯(lián)網(wǎng)與多能互補(bǔ)”專場(chǎng)，科華恒盛股份有限公司技術(shù)總監(jiān)曾春保在會(huì)上分享了主題報(bào)告《能源互聯(lián)網(wǎng)中光儲(chǔ)關(guān)鍵技術(shù)與解決方案探討》，以下為演講實(shí)錄：
曾春保：各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家，大家上午好！我在這里代表科華恒盛做《能源互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中光儲(chǔ)探討和解決方案》的專題報(bào)告。主要從這么幾個(gè)方面來(lái)跟大家探討。第一部分是對(duì)于光儲(chǔ)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)生態(tài)的理解。最右邊那個(gè)圖是一個(gè)我們的綜合能流圖。光伏有分布式的，包括一些大型的電站，通過(guò)一些變電站，最終到我們的需求側(cè)，也就是負(fù)荷，負(fù)荷的話包括了電動(dòng)汽車充電、數(shù)據(jù)中心等等，這些綜合的一個(gè)能流，那其中我們把它轉(zhuǎn)換成我們的一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。那應(yīng)用場(chǎng)景的話，科華恒盛這邊的理解就是把發(fā)電、配電轉(zhuǎn)到具體的應(yīng)用領(lǐng)域，包括工業(yè)、金融、軌道交通等場(chǎng)合。這邊的話今天主要講光儲(chǔ)，那光伏是整個(gè)多能源里面重要的能源的來(lái)源。
然后要形成一個(gè)整個(gè)的大數(shù)據(jù)的分析，包括我們能量的平衡，就是其中的一個(gè)非常重要的紐帶。上一頁(yè)主要是針對(duì)我們需求側(cè)的一個(gè)光儲(chǔ)的結(jié)合，那這部分結(jié)合儲(chǔ)能的話主要在發(fā)電側(cè)，就是我們的棄風(fēng)棄光這一塊，我們可以看到2018年棄風(fēng)率統(tǒng)計(jì)的情況達(dá)到16.2億。包括新疆、甘肅、陜西、寧夏、青海這幾個(gè)地方都有相關(guān)的數(shù)據(jù)。
那同時(shí)新增的光伏發(fā)電棄光率的話也是達(dá)到8點(diǎn)多，從這五個(gè)省也是新疆、甘肅、陜西、甘肅、青海、寧夏這幾個(gè)地方占比比較大的。正是因?yàn)橛辛诉@個(gè)棄風(fēng)棄光跟儲(chǔ)能又可以有很多關(guān)聯(lián)，這是在發(fā)電側(cè)的一個(gè)生態(tài)。因?yàn)闂夛L(fēng)棄光之后，包括我們的一個(gè)考核也有一些新的政策，從《發(fā)電廠并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則》 《并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則》可以看到，風(fēng)電廠、光電廠都有對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)的上傳比例的要求，要達(dá)到95%。而且沒(méi)有達(dá)標(biāo)的話也有相關(guān)的處罰的考核。
那同時(shí)這個(gè)風(fēng)電廠跟光伏廠在向電力調(diào)度機(jī)構(gòu)報(bào)送的曲線上面也有對(duì)應(yīng)的指標(biāo)要求，風(fēng)電廠不能超過(guò)25%，光伏不能超過(guò)20%，沒(méi)有達(dá)標(biāo)也有對(duì)應(yīng)的考核。這個(gè)是日工率的一個(gè)預(yù)測(cè)，那還有一個(gè)第三部分是超短期的功率預(yù)測(cè)也是平均數(shù)準(zhǔn)確率不能小于75%，那意味著新能源光、風(fēng)跟儲(chǔ)能又有新的一個(gè)業(yè)務(wù)模式，有這些考核的話，對(duì)我們的儲(chǔ)能其實(shí)在這個(gè)新能源發(fā)電里面很好的一個(gè)機(jī)會(huì)。
那第二部分關(guān)于光儲(chǔ)系統(tǒng)里面主要的關(guān)鍵技術(shù)跟方案，可能前面兩天也有很多專家對(duì)這個(gè)整個(gè)系統(tǒng)有很多的介紹，這個(gè)圖大家看的話可能也是比較清楚。這兩個(gè)通過(guò)交流母線耦合的，他們互相也是相對(duì)比較獨(dú)立的。那這種的話，它的應(yīng)用比較靈活，對(duì)我們未來(lái)的電力輔助服務(wù)需求來(lái)說(shuō)，它可以做到容量比較大，而且對(duì)我們的光伏儲(chǔ)能可以對(duì)電網(wǎng)在交流側(cè)的并網(wǎng)服務(wù)，可以做出自己的特點(diǎn)。那針對(duì)這個(gè)交流母線的話，它的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)其實(shí)這邊強(qiáng)調(diào)了一個(gè)VSG技術(shù)，這是第一部分。這個(gè)技術(shù)的話不是純粹用到儲(chǔ)能上面，那同時(shí)也是用到我們的光伏上面，離網(wǎng)微網(wǎng)的時(shí)候，這兩部分同時(shí)具備發(fā)電機(jī)的技術(shù)。這個(gè)技術(shù)的話，我們可以看到前面這個(gè)拓?fù)鋱D跟流程圖，我們跟傳統(tǒng)的模擬同步發(fā)電機(jī)的時(shí)候，除了我們的一個(gè)原來(lái)所謂下垂特性以外，同時(shí)也加入了對(duì)應(yīng)的環(huán)節(jié)來(lái)形成我們整個(gè)的系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
那這個(gè)在后面會(huì)有對(duì)應(yīng)的案例對(duì)這個(gè)應(yīng)用技術(shù)的一個(gè)確認(rèn)，所以這個(gè)在光儲(chǔ)系統(tǒng)里面光伏跟儲(chǔ)能同時(shí)具備的這個(gè)技術(shù)的話，其實(shí)對(duì)我們所謂的能量管理EMS那一塊的依賴比較小。因?yàn)樗梢宰陨硇纬梢粋€(gè)平衡一個(gè)動(dòng)態(tài)。
第二部分的話交流母線的話要做微網(wǎng)，并網(wǎng)，離網(wǎng)有一部分涉及到切換，切換的話也是同樣的，從離網(wǎng)切到并網(wǎng)的控制，那怎么樣一個(gè)控制？其中一部分是一個(gè)相位同步，然后在離網(wǎng)的時(shí)候，如果并網(wǎng)有來(lái)電的話，首先要進(jìn)行同步，同步完了之后跟圖紙同步，有一個(gè)系統(tǒng)的檢測(cè)還有切換開(kāi)關(guān)，這樣的話可以達(dá)到我們的從電壓源切到電壓源整個(gè)模式的切換最后轉(zhuǎn)到并網(wǎng)。
離網(wǎng)切并網(wǎng)應(yīng)該相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單的，因?yàn)槟汶娋W(wǎng)有了以后做相關(guān)的檢測(cè)對(duì)應(yīng)的相關(guān)的切換，那一部分還有這種并網(wǎng)切到離網(wǎng)，這一塊的話也是很多企業(yè)也有在做一些研究。那這個(gè)切換的過(guò)程當(dāng)中有涉及到斷電，怎么樣做到不斷電或者做到所謂的零切換，這個(gè)對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)也是非常關(guān)鍵的要求，會(huì)有一個(gè)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)。做到不斷電的話，對(duì)于整個(gè)時(shí)序進(jìn)行判斷，有一個(gè)比較快的切換開(kāi)關(guān)，不是在外部的是程序內(nèi)部的所謂的邏輯，這個(gè)示意圖的話是在我們這個(gè)控制管理內(nèi)的一個(gè)切換。
那這邊有對(duì)應(yīng)的電壓跟電流，并網(wǎng)跟離網(wǎng)下面的不同的切換，可以從并網(wǎng)渠道離網(wǎng)實(shí)現(xiàn)的。第三部分前天包括昨天也有很多人提到黑啟動(dòng)，帶著電壓器帶著其他的設(shè)備直接從零電壓開(kāi)始啟動(dòng)起來(lái)。其實(shí)在虛擬同步發(fā)電機(jī)的時(shí)候，不是所有的機(jī)器并在一起，所有都是從零開(kāi)始起的，都是同時(shí)啟動(dòng)。在做的時(shí)候也會(huì)根據(jù)我們的邏輯，對(duì)一整批的PCS有優(yōu)先順序的下發(fā)指令。要建立從0開(kāi)始，每臺(tái)都是從0開(kāi)始的，不同步的話也有一些問(wèn)題的，起到一定階段的時(shí)候，所有的設(shè)備再按照順序全部提起來(lái)。用VSG技術(shù)的話也有一些對(duì)應(yīng)的上下電的包括啟動(dòng)的要求。
那最后一個(gè)交流母線還有關(guān)鍵技術(shù)就是我們的一個(gè)并聯(lián)，不管是VSG機(jī)還是我們的電壓源電流源整個(gè)并聯(lián)，那其實(shí)我們可以看到，臺(tái)數(shù)越多的話，并在一起，可以看到等效的電壓源，右邊那個(gè)圖的話，可以看到不同的數(shù)量從第一臺(tái)只有一臺(tái)到后面的幾十臺(tái)甚至兩百臺(tái)的時(shí)候，它的那個(gè)對(duì)應(yīng)的技術(shù)對(duì)電網(wǎng)的整個(gè)接入的斜正點(diǎn)不一樣，而且隨著并聯(lián)數(shù)量的增多，我們的效益度都是變小的，穩(wěn)定性變差的。這里面不管是電壓源還是電流源的并聯(lián)，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的話，在整個(gè)并網(wǎng)或者離網(wǎng)下面它的數(shù)據(jù)也是提出了需求，提高整個(gè)效率有比較大的要求。
第二部分其實(shí)大家看這個(gè)也是會(huì)比較簡(jiǎn)單，就是直流母線，它的應(yīng)用特點(diǎn)可以看到儲(chǔ)能跟光伏是通過(guò)直流的一個(gè)偶合，然后并到我們的電網(wǎng)，那這種的話，它的特點(diǎn)就是可以跟前面的交流母線省掉了變壓器跟相關(guān)的，但是這種應(yīng)用的話也有一些限制，每個(gè)直流端不去配對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)能會(huì)比較分散的，這種也有應(yīng)用的需求，成本比較低。
那直流母線有哪些點(diǎn)，我們做了這么多產(chǎn)品化的話，在調(diào)試包括實(shí)驗(yàn)下來(lái)，也做了小結(jié)：第一是直流下垂，剛剛前面的話大家可能對(duì)交流的下垂或者叫做虛擬發(fā)電機(jī)比較熟悉但是直流的話這個(gè)下垂大家聽(tīng)得比較少一點(diǎn)，因?yàn)橹绷鬟@個(gè)儲(chǔ)能也是一樣的，直流它也是比較多的機(jī)器，不是說(shuō)只有一臺(tái)，保證每一臺(tái)的功率一樣的。這種對(duì)控制上面就要去做對(duì)應(yīng)的功率的平衡，也是提出了只有一個(gè)下垂的技術(shù)可以看到從右邊那個(gè)圖，它的一個(gè)控制曲線。對(duì)應(yīng)的電壓我們?cè)偌僭O(shè)功率是0，隨著功率的變化會(huì)調(diào)整母線，通過(guò)母線的變化來(lái)有對(duì)應(yīng)功率，從而達(dá)到整個(gè)功率的均衡。
第二是切換，跟離并網(wǎng)切換一樣，交流系統(tǒng)的當(dāng)中涉及到離變換切換，直流其實(shí)也有，只不過(guò)是一個(gè)直流系統(tǒng)，這個(gè)在后面有對(duì)應(yīng)的案例跟大家分享。這個(gè)也可以有直流無(wú)縫，重新形成一個(gè)電壓環(huán)，轉(zhuǎn)換成一個(gè)模式，最終形成獨(dú)立的直流母線。所以這里面也涉及到一個(gè)切換跟控制。
第三點(diǎn)是因?yàn)榻涣鞯脑?，大家可能是看著比較多的，直流的話這邊有幾個(gè)解決方案，跟大家做一個(gè)交流。那第一個(gè)解決方案是我們這一套系統(tǒng)，這個(gè)看起來(lái)比較直觀，這是對(duì)原有的電站（前面講到的棄風(fēng)棄光電站）里面增加儲(chǔ)能，這個(gè)儲(chǔ)能怎么接入，對(duì)應(yīng)的工作模式有哪些，有哪些特點(diǎn)？我們這樣接進(jìn)去的話，原有的電站里面這個(gè)不能動(dòng)，原來(lái)只能并網(wǎng)，不能雙向，這樣接入的話，我們的工作模式只有MPPT模式，它的設(shè)備不能動(dòng)，也是建好的。我們新加了一個(gè)儲(chǔ)能的話，雙向的DC/DC的話可以工作在恒功率模式，有那個(gè)DC/AC做直流母線的控制，這個(gè)是對(duì)原有電站的改造的模式。
那第二個(gè)方案的話，可以看到就是對(duì)新建電站。那新建電站的話，我們可以看到這個(gè)接法跟剛剛那個(gè)好像一樣的，但是我們的DC/AC是做到MPPT模式的，可以做雙向的一個(gè)能量的流動(dòng)，原有電站只能是單向電網(wǎng)的，這種模式的話可以看到DCDC它的工作模式可以做成MPPT的工作，由它來(lái)做。那這種的話可以并網(wǎng)也可以離網(wǎng)，也可以做功率的輸出，包括對(duì)光伏波動(dòng)的一個(gè)穩(wěn)定。第三種模式大家可以看到接閥又變了把DC/DC釋放給光伏了，這樣的話整個(gè)的能量控制。這種接閥的話，對(duì)電池管理相對(duì)復(fù)雜一點(diǎn)。
那這三個(gè)方案的一個(gè)比較，就是方案123，對(duì)應(yīng)的工作模式還有我們的母線的控制，包括離并網(wǎng)，包括適用的范圍都有對(duì)應(yīng)的一些特點(diǎn)，可以用不同的解決方案。第三部分針對(duì)上面的應(yīng)用案例來(lái)給大家做一個(gè)分享。
這個(gè)是在海外的兆瓦級(jí)的智慧的光儲(chǔ)系統(tǒng)，大家可以看到這么一套系統(tǒng)里面，原來(lái)建了電站的，原來(lái)做電站的時(shí)候儲(chǔ)能的配置，右邊四個(gè)的話是新建的電站也有分兩套不同的配置，一個(gè)是電池直掛PCS，然后就是光伏接雙向的DC/DC，右邊那兩個(gè)是光伏直掛，電池通過(guò)雙向DC/DC進(jìn)行一個(gè)雙向的變換。右邊那兩個(gè)的話，原來(lái)所謂的PCS又是雙向的，又是具備MPPT功能的，稱為混合的PCS的。所以這個(gè)系統(tǒng)也是投運(yùn)的半年多的，也是在做一個(gè)對(duì)比。這是我們直流母線的光儲(chǔ)充的方案，在珠海那邊的應(yīng)用，在整個(gè)直流母線有兩個(gè)站一個(gè)能量的交換，這邊的話主要在正負(fù)375伏的系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的應(yīng)用，從光伏直流雙向的DC/DC，直流充電裝，全部基于這個(gè)母線的，那這邊的話就是提到剛剛上面講到的對(duì)應(yīng)的直流掉電的時(shí)候形成獨(dú)立的直流母線，還有自己的能量。
第三個(gè)是科華恒盛海外的光儲(chǔ)，這個(gè)的話用到前面提到光伏儲(chǔ)能包括柴油發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的時(shí)候它的工作模式，還有在離網(wǎng)的時(shí)候他們的一個(gè)工作模式，可以同時(shí)跟柴油發(fā)電機(jī)并聯(lián)，都具有了發(fā)電機(jī)特性。在這種系統(tǒng)的復(fù)雜情況下，盡量少依賴能夠管理，在動(dòng)態(tài)的時(shí)候，可以自己的能量平衡。這是一個(gè)合作的風(fēng)光儲(chǔ)的示范案例，一個(gè)整體的應(yīng)用。
這是電網(wǎng)側(cè)的儲(chǔ)能，河南電網(wǎng)100MW儲(chǔ)能項(xiàng)目，目前已經(jīng)投運(yùn)了。這邊是甘肅720MWh網(wǎng)域大規(guī)模儲(chǔ)能系統(tǒng)項(xiàng)目，這邊的PCS也是必須具備前面說(shuō)到的功能，所有的功能可以實(shí)現(xiàn)并級(jí)。這是湖南電網(wǎng)長(zhǎng)沙一期60MW儲(chǔ)能項(xiàng)目，這種也是要具備相關(guān)的電網(wǎng)側(cè)的調(diào)度。還有這邊是一個(gè)明陽(yáng)大慶風(fēng)電廠風(fēng)電側(cè)的儲(chǔ)能應(yīng)用，也是在零下35度極寒天氣的應(yīng)用。
那第四部分是對(duì)科華在光儲(chǔ)產(chǎn)品還有方案上面的簡(jiǎn)單的介紹，解決方案里面有一個(gè)服務(wù)，包括離網(wǎng)微網(wǎng)服務(wù)以及大型的電站跟分布式的發(fā)電應(yīng)用，離網(wǎng)的解決方案涉及到雙向的控制器還有低壓的384V的控制器，包括對(duì)應(yīng)的逆變器，從10-600K的功率，針對(duì)離網(wǎng)的。上面是并網(wǎng)跟離并網(wǎng)都可以的PCS跟雙向的也都已經(jīng)在現(xiàn)場(chǎng)適用了。防逆流控制器、EMS能量管理系統(tǒng)，這是相關(guān)的配套產(chǎn)品。這個(gè)從1000V到1500V的電壓等級(jí)，功率的話覆蓋500-1700kW ，集裝箱式的話1兆瓦到1.7兆瓦的。包括對(duì)應(yīng)的話那個(gè)是1000V跟1500V的控制器。
然后組串從單相到三相中壓1100V的，40kW-80kW，包括對(duì)應(yīng)的 125kW-160kW，1500V系統(tǒng)。然后就是對(duì)應(yīng)的配套的通信柜，監(jiān)控包括物流箱。我的演講完畢，謝謝大家！
