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25日上午的“儲(chǔ)能電站與技術(shù)應(yīng)用（二）專(zhuān)場(chǎng)”，中國(guó)電建集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司設(shè)計(jì)師嚴(yán)雄在會(huì)上分享了主題報(bào)告《離網(wǎng)型儲(chǔ)能電站應(yīng)用案例分析》，以下為演講實(shí)錄：
嚴(yán)雄：各位領(lǐng)導(dǎo)，各位專(zhuān)家，大家上午好！今天給大家?guī)?lái)的匯報(bào)主題是離網(wǎng)型儲(chǔ)能電站應(yīng)用案例分析。分為四個(gè)部分，一個(gè)是推廣與應(yīng)用，第二個(gè)是作用及特點(diǎn)，第三個(gè)是關(guān)鍵技術(shù)研究。然后是工程案例分享和簡(jiǎn)單介紹。
離網(wǎng)型儲(chǔ)能電站得以推廣的外因包括兩個(gè)方面，大的環(huán)境和國(guó)家政策。大的環(huán)境概括為四個(gè)字，就是大勢(shì)所趨，2016年摩洛哥世界氣候大會(huì)上，47個(gè)國(guó)家承諾城區(qū)在2030-2050年完全實(shí)現(xiàn)可再生能源供給。當(dāng)時(shí)中國(guó)的承諾是2030年將非化石能源占總能源消耗的20%。國(guó)家政策層面，2018年國(guó)家能源局出臺(tái)了國(guó)家能源指導(dǎo)意見(jiàn)，明確了綠色低碳發(fā)展的政策取向，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，穩(wěn)步推進(jìn)水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能可再生能源規(guī)?；l(fā)展。主要目標(biāo)是2018年將非化石能源占總能源消耗提高到14.5%。指導(dǎo)意見(jiàn)中有兩條涉及到了儲(chǔ)能電站或離網(wǎng)型儲(chǔ)能電站，第一條是培育能源發(fā)展新動(dòng)能，扎實(shí)推進(jìn)能源互聯(lián)網(wǎng)、新能源微電網(wǎng)還有儲(chǔ)能技術(shù)試點(diǎn)能示范項(xiàng)目的推進(jìn)，另外一條，其實(shí)跟我們現(xiàn)在所設(shè)計(jì)的項(xiàng)目是比較貼切的，推動(dòng)離網(wǎng)地區(qū)可再生能源局域網(wǎng)建設(shè)，以新能源融合儲(chǔ)能還有配電網(wǎng)等方式，提供熱電冷綜合能源服務(wù)。
內(nèi)在因素歸納了一下，是區(qū)位原因。如果將大電網(wǎng)延伸到這些區(qū)域，電網(wǎng)造價(jià)費(fèi)用比較高，運(yùn)維成本和限制也比較大。交通條件較差，或多或少地存在積雪或者地質(zhì)災(zāi)害能因素，造成一次能源運(yùn)輸費(fèi)用高昂，度電成本高。第三個(gè)就是環(huán)保問(wèn)題。因此，我們要因地制宜，利用當(dāng)?shù)氐目稍偕茉促Y源去生產(chǎn)可靠的電能。大家知道，風(fēng)能和光伏，它存在著能量密度低、間歇性的弊端，獨(dú)立的風(fēng)電站就存在著不穩(wěn)定性、間歇性的缺點(diǎn)，但是太陽(yáng)能與風(fēng)能存在時(shí)空互補(bǔ)性，基于互補(bǔ)性再輔之以?xún)?chǔ)能系統(tǒng)，構(gòu)成風(fēng)光儲(chǔ)系統(tǒng)，我們就能夠?qū)⒉环€(wěn)定不連續(xù)的電能轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的電能輸出，同時(shí)可以保證在無(wú)風(fēng)或者無(wú)光的情況下的供電。
第二個(gè)，就是它的作用和特點(diǎn)。利用可再生能源資源，儲(chǔ)能系統(tǒng)，遠(yuǎn)離大電網(wǎng)覆蓋區(qū)域，提供穩(wěn)定可靠的電源，有效解決一次能源供給難的問(wèn)題。它的特點(diǎn)就是運(yùn)行方式多變，它的系統(tǒng)穩(wěn)定性還是相對(duì)缺乏。
第三個(gè)，介紹一下電站的設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)。有四大要素，就是源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)。我們能源互補(bǔ)系統(tǒng)的規(guī)劃，控制技術(shù)還有繼電保護(hù)。我們注重冷熱電氣的規(guī)劃，離網(wǎng)系統(tǒng)的特征就是源端和負(fù)荷端存在著各種能源耦合。傳統(tǒng)的電源規(guī)劃不再適用于離網(wǎng)系統(tǒng)。我們是以負(fù)荷系統(tǒng)為核心，綜合各種能源，兼顧了各種能源的質(zhì)量和品位，實(shí)現(xiàn)多能耦合和協(xié)調(diào)運(yùn)行。收集資料以后，要采集一定的負(fù)荷預(yù)測(cè)手段，但是它跟大電網(wǎng)又不同。大電網(wǎng)規(guī)劃當(dāng)中對(duì)相關(guān)的參數(shù)比如說(shuō)一個(gè)最基本的，人平均用電量，現(xiàn)行規(guī)劃上是找不到的。我們這個(gè)離系統(tǒng)在有些參數(shù)方面沒(méi)有現(xiàn)行的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)去執(zhí)行，一定要結(jié)合當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有的負(fù)荷情況和經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r去合理預(yù)測(cè)。
下一步就是整個(gè)系統(tǒng)的能源規(guī)劃，就是裝機(jī)能量規(guī)模。根據(jù)當(dāng)?shù)仫L(fēng)、光資源條件及負(fù)載情況，確定風(fēng)光的裝機(jī)規(guī)模。根據(jù)經(jīng)濟(jì)技術(shù)比宣傳，確定儲(chǔ)能系統(tǒng)的最佳安裝位置。這有三個(gè)軟件，HOMER、DES-PSO、PDMG的使用場(chǎng)景、負(fù)荷類(lèi)型、元件模型、優(yōu)化目標(biāo)都是不一樣的，所以我們一定要合理地選擇規(guī)劃設(shè)計(jì)軟件。下一步要確定電量是不是最優(yōu)的，比如不同時(shí)段的負(fù)荷特性所要求的電量不一樣，要根據(jù)已有的電量來(lái)反過(guò)來(lái)推算到底電源端，相關(guān)設(shè)備的發(fā)電量是不是最優(yōu)的。第三個(gè)，可以初步確定儲(chǔ)能系統(tǒng)的布置方式。因?yàn)閮?chǔ)能系統(tǒng)的布置位置不一樣，工程設(shè)備配置不一樣，工程造價(jià)不一樣，控制策略也不一樣。
第三個(gè)，是電網(wǎng)系統(tǒng)的規(guī)劃。這一塊跟大電網(wǎng)相同的地方就是要根據(jù)源荷之間的距離、負(fù)荷重要性、供電可靠性，確定主網(wǎng)電壓等級(jí)及回路數(shù)。要確定系統(tǒng)的暫穩(wěn)態(tài)時(shí)的短路電流，線路末端電壓降。
下面講一下優(yōu)化控制技術(shù)，它主要與儲(chǔ)能系統(tǒng)布置位置有關(guān)。主要有三種，第一種是部分直流側(cè)儲(chǔ)能+部分交流側(cè)儲(chǔ)能，第二種是交流側(cè)功能，第三種是交流側(cè)能是在電壓源。主要講一下控制方式。主流的是對(duì)等控制和主從控制。一個(gè)是有線的，一個(gè)是無(wú)線的。實(shí)際運(yùn)行的時(shí)候，特征表現(xiàn)，對(duì)等控制對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)要比主從快得多?？刂撇呗赃@一塊不詳細(xì)講了。第二種是電網(wǎng)系統(tǒng)能量管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)源、荷匹配的監(jiān)視、掉節(jié)、控制。具體功能就是能量平衡自動(dòng)計(jì)算、遙控發(fā)電單元、AGC/AVC自動(dòng)調(diào)節(jié)、儲(chǔ)能系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制、微網(wǎng)系統(tǒng)二次調(diào)頻、黑啟動(dòng)、FA、功率預(yù)測(cè)、負(fù)荷預(yù)測(cè)等。整個(gè)系統(tǒng)的能量平衡計(jì)算是它自己算的，AGC怎么調(diào)，是自己算了之后自己再下發(fā)。我們?cè)谀芰抗芾硐到y(tǒng)一定要注意它的性能，它比常規(guī)電站計(jì)算功能要稍微大一點(diǎn)。下面是提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的能量管理系統(tǒng)框圖。它可以根據(jù)離網(wǎng)型電站規(guī)模來(lái)調(diào)整。小型的可以把功能集成。
第三個(gè)，是系統(tǒng)穩(wěn)定控制裝置。這跟大電網(wǎng)是一樣的，主要關(guān)系到新能源功率波動(dòng)、負(fù)荷擾動(dòng)和三相短路。
最后講一下繼電保護(hù)技術(shù)。首先要弄清楚短路電流特點(diǎn)。短路電流由于電力電子器件限流影響，故障時(shí)不超過(guò)額定電流的2倍。電網(wǎng)容量和慣性較小，保護(hù)元件需要快速響應(yīng)，否則系統(tǒng)容易失穩(wěn)?，F(xiàn)在保留策略這一塊是一個(gè)是自適應(yīng)保護(hù)，一個(gè)是根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行方式發(fā)生變化，可自行更正與之不相適應(yīng)的保護(hù)整定值。自適應(yīng)保護(hù)裝置研究出來(lái)，基本原理是基于簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，電網(wǎng)系統(tǒng)，電源和負(fù)荷都比較少，不具備一定的推廣性。差動(dòng)保護(hù)技術(shù)就是基于常規(guī)的保護(hù)技術(shù)，在控制理念上加以修改。按不同區(qū)域進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)策略都是差動(dòng)保護(hù)。
最后跟大家分享一下我們的工程案例。這個(gè)工程分為兩個(gè)子系統(tǒng)，每個(gè)子系統(tǒng)當(dāng)中是10MW光伏。在負(fù)荷和電源端都是設(shè)置了母線開(kāi)關(guān)，在實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中，我們把負(fù)荷端和源端都合上了，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)電站16MW的PCS運(yùn)行，使得系統(tǒng)抗突變能力、穩(wěn)定性進(jìn)一步提高。這個(gè)電站也是國(guó)內(nèi)目前最大的離網(wǎng)型儲(chǔ)能電站。運(yùn)行效果還一直蠻好的。以上是基于我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中的一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。如有不妥之處，還請(qǐng)各位指正，也期望與各位業(yè)內(nèi)同行有更多的交流合作。謝謝大家！
