中國儲能網(wǎng)訊：4月24-26日，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會主辦的第九屆中國國際儲能大會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)與儲能”專場，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)理張長元在會上分享了主題報告《儲能技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用》，以下為演講實錄：
張長元：各位專家，各位同仁，上午好！今天我演講的題目是儲能技術(shù)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用，剛剛主持人也介紹了，儲能在各個行業(yè)的應(yīng)用包括很多場景，從昨天到今天上午大家的報告當(dāng)中，對儲能就進(jìn)行了很多的闡述。我的報告分為四個部分，一是儲能行業(yè)現(xiàn)狀簡單說一下，因為大家已經(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介。
目前的現(xiàn)狀呢，剛剛趙總講到了這個儲能是未來傳統(tǒng)能源的心臟，我們其實改變了電力行業(yè)中電能只能傳輸不能儲存的歷史，儲能這幾年的發(fā)展圍繞這個使命來進(jìn)行的，目前來講所謂的擴(kuò)容是非常難的，還有電網(wǎng)實現(xiàn)功率平衡也非常難，如果是儲能大量的應(yīng)用之后，這一部分肯定會有很好的解決，再一個就是大規(guī)模的新能源的接入，這種波動性對電網(wǎng)帶來不確定性也是大家必須要面臨的問題。一個問題就是充電樁的沖擊，剛剛楊總也講到了充電樁的沖擊，這些都是儲能可以解決的。
儲能系統(tǒng)在各個環(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，時間上面有點緊張。
目前的儲能形式，大家談的也比較多，化學(xué)儲能、電化學(xué)儲能、機(jī)械儲能，這里面放了一些電磁儲能，超導(dǎo)儲能也是未來需要探索的，電化學(xué)儲能是現(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。這是一個電化學(xué)儲能的下降還有電池壽命的提升的過程，儲能的瓶頸問題業(yè)內(nèi)都認(rèn)識到了就是電池在整個系統(tǒng)中占比是非常大的，可以占到80%多，所以說儲能的商業(yè)化應(yīng)用，還有盈利平衡點到底在什么位置，電池起到了非常大的決定性的作用。
我這幅圖針對超級電容還有鋰電池它的14個指標(biāo)做了一個分析，我們可以看到的就是超級電容藍(lán)色的那個在八九個點上面得分比較高的，鋰電池雖然在自放電、還有實用性和能量密度上面都有比較好的評分，但是有幾個安全性的問題，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能介質(zhì)，在整個儲能建設(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。在這里說了一個電解電容它的充電能力還有充放電率做了一個比較，還有就是鋰電池在這里面從它的循環(huán)性，適用領(lǐng)域做了一個對比。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，在做儲能的時候，它在選擇的時候，成本有的時候會考慮的比較多。
另外一個，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儲能系統(tǒng)成本。
PCS系統(tǒng)的主流技術(shù)的現(xiàn)狀，這個是1988年在加州搞的一個儲能電站，它主要的作用就是當(dāng)時是為了這個系統(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，這個開關(guān)頻率很低，為了改變輸出波形加了一些濾波，當(dāng)時的技術(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)中有幾個問題，第一個就是單級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)實當(dāng)中已經(jīng)碰到了，還有一個就是在輸出過程當(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，形成了一個高接系統(tǒng)，這個系統(tǒng)出現(xiàn)會對諧波的進(jìn)行放大，這些問題其實是不容忽視的，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，就是低壓的兩種方式，一個就是單級的，還有一個就是兩級的。單級的就是相對效率比較高，它的輸出一般加LCL濾波，后面往往會再加一個升壓變壓器。再一個就是現(xiàn)在的一些廠家都在推的三電平，這個三電平有一個好處，就是它的輸出波形更趨近于正形波。下面這個是帶一個斬波的，后面是超級電容的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這個是現(xiàn)在用在軌道交通行業(yè)的，用超級電容的拓?fù)鋱D。整個的系統(tǒng)構(gòu)成大致也就是這么幾種拓?fù)?，第一個就是單級串聯(lián)的PCS，還有DCDC在前面并聯(lián)，做一個大的這種DCDC的變化，再一個就是這種單級直接并聯(lián)，后面這個是DCAC級，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，從電池版到這個系統(tǒng)。我們這個是雙向的，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，其實并沒有發(fā)揮出來它非常強勁的作用，所以說大容量的這種PCS還有儲能電量的建設(shè)是未來的趨勢，往大功率做那電壓等級勢必會往上升，再用這種并聯(lián)的話并的數(shù)量非常多，基于MMC的方式，這種方式其實有一個公共母線，直流母線，就是說最上面這個還有最下面的VDC，在直流的儲能系統(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，但是現(xiàn)在并不是最合適的一種方式。
接下來就是這種H橋級聯(lián)式的，是從最早的高壓變頻器演變而來，有一個廠家介紹了這種PCS，他有幾個優(yōu)點，第一個在每個功率單元，都有一個單獨的直流母線這個電壓在1000V左右，正好適用于現(xiàn)在電池的串并聯(lián)，達(dá)到這個電壓很容易的。第二個就是這種H橋級聯(lián)過程當(dāng)中某一級過程當(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，所以說這個給未來系統(tǒng)調(diào)頻帶來了很大的便利，雖然這個系統(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)勢越明顯，從這個方式往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)然這個里面母線加上一些濾波，在整個輸出過程當(dāng)中，它的母線有一個二倍頻紋波，為了提升電池利用效率會串一個電抗，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)展一個電池模組，就可以實現(xiàn)了。下面這個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，整個設(shè)備的可靠性就會降低。
所以說這個都有幾個特點，響應(yīng)一致性特別好，速度很快，轉(zhuǎn)換效率比較高，再一個具備功能，再一個就是高容錯能力，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^，這個可以從380V做到35KV，但是這個就是僅僅是PCS的效率，整個系統(tǒng)的效率不是PCS來決定的，就是說這種。這個在未來過程當(dāng)中，應(yīng)該很有廣闊市場的產(chǎn)品。
下面介紹幾個案例，低溫超導(dǎo)儲能的案例，在0.5兆伏安的儲能，現(xiàn)場在甘肅白銀。這個就是低溫的超能儲能罐，把超導(dǎo)線圈放進(jìn)去。其實就是一個PCS的。這個是后來我們做的另外一個儲能項目，這是863的計劃。中間這個是負(fù)載的，底下這個是變流器，補償柴油發(fā)動機(jī)的功率，這個用的是一個電池。還有軌道交通行業(yè)的應(yīng)用，整個配電分這四個電壓等級的，1500這一側(cè)，跟那個儲能很好的匹配度，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儲能。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再交流，當(dāng)時提供10臺在這個項目里面。
我們下面把公司做一下簡單的介紹，一帶而過，起草了十幾部國家標(biāo)準(zhǔn)，這是一些廠區(qū)的介紹，這是一個級聯(lián)產(chǎn)品，運行一萬多臺，這個軌道上面的裝置，目前是36條，投運的設(shè)備是190多臺，然后另外一個還有煤炭行業(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，這是我們一個銷售網(wǎng)點，這是我們的一個服務(wù)中心。一共是分五個中心，感謝大家的，謝謝大家！
