中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：6月19—20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)聯(lián)合江蘇省電機(jī)工程學(xué)會(huì)、全國(guó)微電網(wǎng)與分布式電源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)、中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)江蘇省電力設(shè)計(jì)院有限公司等單位聯(lián)合召開(kāi)的“第三屆全國(guó)電網(wǎng)側(cè)暨用戶側(cè)儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用高層研討會(huì)”在蘇州市太湖假日酒店舉行。來(lái)自電網(wǎng)公司、設(shè)計(jì)院、系統(tǒng)集成商、電池生產(chǎn)企業(yè)、投融資機(jī)構(gòu)等單位的280余位嘉賓出席了本次研討會(huì)。
會(huì)議期間，廣州智光儲(chǔ)能科技有限公司副總經(jīng)理付金建分享了主題報(bào)告《高安全可控性的大容量級(jí)聯(lián)型儲(chǔ)能系統(tǒng)》，以下是演講全文：
付金建：大家下午好！非常感謝組委會(huì)給我們這個(gè)機(jī)會(huì)向大家匯報(bào)高壓級(jí)聯(lián)型儲(chǔ)能技術(shù)的研究進(jìn)展。
級(jí)聯(lián)型高壓儲(chǔ)能技術(shù)與傳統(tǒng)儲(chǔ)能技術(shù)是兩種不同的技術(shù)路線，今天我主要從產(chǎn)品的特性、工程的應(yīng)用兩個(gè)方面對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行介紹。
級(jí)聯(lián)型型儲(chǔ)能系統(tǒng)可以無(wú)需變壓器升壓，直接輸出最高35kV電壓，目前已經(jīng)投入運(yùn)行的主要是6kV和10kV的產(chǎn)品。其交流側(cè)可以按照三相四線或者三相三線設(shè)計(jì)，特別是三相四線系統(tǒng)，對(duì)不平衡負(fù)荷的適應(yīng)能力較強(qiáng)，適用于有較大的不平衡負(fù)載的現(xiàn)場(chǎng)。級(jí)聯(lián)型儲(chǔ)能PCS單機(jī)容量較大，6kV單機(jī)功率可達(dá)5MW，10kV單機(jī)單機(jī)容量可達(dá)10兆瓦。
級(jí)聯(lián)型儲(chǔ)能系統(tǒng)電池簇直流電壓540-1000V，與常規(guī)儲(chǔ)能系統(tǒng)的直流電壓設(shè)計(jì)在同一電壓區(qū)間。多個(gè)交流側(cè)電壓380-700V的功率單元交流側(cè)串聯(lián)，即可實(shí)現(xiàn)高電壓輸出。系統(tǒng)采用Y型接線方式，其中性點(diǎn)可以引出提供單相不平衡電流流通的路徑，適應(yīng)單相負(fù)荷不平衡度較大的現(xiàn)場(chǎng)。
從以上級(jí)聯(lián)型儲(chǔ)能系統(tǒng)的技術(shù)原理可知：按照較低直流電壓設(shè)計(jì)電池系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)很高交流電壓輸出，系統(tǒng)對(duì)電池本體的絕緣等級(jí)和電壓等級(jí)要求與常規(guī)低壓儲(chǔ)能技術(shù)基本一致。通過(guò)這一技術(shù)可把多個(gè)小容量的電池包組成一套大型的儲(chǔ)能系統(tǒng)。和傳統(tǒng)的方案相比，級(jí)聯(lián)型儲(chǔ)能系統(tǒng)單電池包的電量比較小，傳統(tǒng)方案單個(gè)電池包電量多在1000kWh以上，級(jí)聯(lián)型儲(chǔ)能系統(tǒng)一般在200kWh以下。因此采用級(jí)聯(lián)型儲(chǔ)能技術(shù)無(wú)需電池簇并聯(lián)即可組成大電量的儲(chǔ)能系統(tǒng)。在大部分應(yīng)用場(chǎng)合，選擇容量稍大的電池單體，可在無(wú)單體并聯(lián)，也無(wú)電池簇并聯(lián)的情況下，組成單機(jī)容量10MWh以上的儲(chǔ)能系統(tǒng)。消除電池并聯(lián)后，電池直流系統(tǒng)出力將不再完全依賴電池內(nèi)阻被動(dòng)分配，可通過(guò)PCS功率單元對(duì)不同電池簇之間的功率分配進(jìn)行主動(dòng)控制。
隨著運(yùn)行時(shí)間加長(zhǎng)，電池內(nèi)阻、容量離散化均會(huì)加劇，在電池或者電池簇直接并聯(lián)運(yùn)行情況下，各電池運(yùn)行電流不平衡加劇，不同電池充放電速度差異很大，“短板效應(yīng)”將加劇，電池系統(tǒng)可使用容量將快速下降。級(jí)聯(lián)型儲(chǔ)能系統(tǒng)可以根據(jù)不同的電池簇的實(shí)際容量、電量，控制其充放電的功率，達(dá)到不同容量電池簇協(xié)同充放電速度，削弱短板效應(yīng)，延緩電池系統(tǒng)容量衰減的目的。
下面以實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)介紹一下以上控制功能的運(yùn)行效果。這是在智光園區(qū)5MW/3MWh系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。該項(xiàng)目?jī)?chǔ)能系統(tǒng)根據(jù)各電池簇SOC通過(guò)PCS均衡控制各電池簇運(yùn)行功率，充放電過(guò)程中不同電池簇之間的SOC偏差保持在2%以內(nèi)，將電站的充電電度保持在較高水平。PCS均衡控制功能投入前后，電池系統(tǒng)容量利用率提升16%以上。2018年的12月25號(hào)前后因電池簇SOC離散，電站充電電量維持在2400度左右；當(dāng)PCS對(duì)電池簇進(jìn)行均衡控制以后，各電池簇SOC的偏差縮小，充電電量快速提升到2800度左右，并長(zhǎng)期維持在2800度以上運(yùn)行。
級(jí)聯(lián)型儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)已有幾十年工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的特殊的控制算法實(shí)現(xiàn)低諧波輸出，提高電能質(zhì)量。系統(tǒng)無(wú)需設(shè)置濾波器，即可滿足相關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)網(wǎng)側(cè)諧波指標(biāo)的要求，避免濾波器運(yùn)行中存在參數(shù)漂移、諧振等問(wèn)題。
由于儲(chǔ)能系統(tǒng)電池?cái)?shù)量龐大，BMS系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)多，在相同故障概率下，電池系統(tǒng)發(fā)生故障的次數(shù)遠(yuǎn)多于其他系統(tǒng)（眾多儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況也證明了這一點(diǎn)）。針對(duì)這一問(wèn)題，級(jí)聯(lián)型儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)了功率單元自動(dòng)旁路技術(shù)。在電池系統(tǒng)發(fā)生告警或者輕微故障的情況下，級(jí)聯(lián)型儲(chǔ)能系統(tǒng)自動(dòng)快速切除異常電池，其余電池可繼續(xù)運(yùn)行，減少因電池系統(tǒng)軟故障導(dǎo)致停機(jī)的次數(shù)，增加項(xiàng)目收益。
級(jí)聯(lián)型儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行方式多樣，調(diào)度響應(yīng)速度快。以4.5兆瓦的系統(tǒng)為例，各種工況間的切換時(shí)間都在5毫秒以內(nèi)。對(duì)于大容量的儲(chǔ)能電站建設(shè)場(chǎng)合，采用級(jí)聯(lián)型儲(chǔ)能系統(tǒng)可以大幅度減少電站內(nèi)的系統(tǒng)臺(tái)套數(shù)。以建設(shè)50MW/100MWh的電站為例，用10套5MW/10MWh的系統(tǒng)，通過(guò)一級(jí)變壓就可以接入110kV（220kV)電網(wǎng)。大型儲(chǔ)能電站的結(jié)構(gòu)大大減化，調(diào)控設(shè)備數(shù)量也可以大大的減少，調(diào)控性能可以大幅提高。
高壓級(jí)聯(lián)型儲(chǔ)能技術(shù)源于智光電氣成熟的H橋級(jí)聯(lián)高壓變頻技術(shù)和SVG技術(shù)。以上技術(shù)通過(guò)特殊的系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，將直流電壓400-1000V的電容器，組成交流電壓高達(dá)35kV的電力電子系統(tǒng)，并廣泛、長(zhǎng)期、安全、穩(wěn)定運(yùn)行于光伏、風(fēng)電、火電、冶金、建材、市政等多行業(yè)萬(wàn)余工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)超過(guò)10年。
截至目前，智光高壓級(jí)聯(lián)型儲(chǔ)能系統(tǒng)已經(jīng)通過(guò)了中國(guó)電科院、廣東電科院的嚴(yán)格測(cè)試，并取得了相關(guān)報(bào)告，相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品已經(jīng)在國(guó)內(nèi)多個(gè)項(xiàng)目應(yīng)用，涉及電網(wǎng)、火力發(fā)電和用戶側(cè)等行業(yè)。
由于時(shí)間關(guān)系，今天我的匯報(bào)就到這里。歡迎大家與我們一起探討關(guān)于大容量級(jí)聯(lián)型儲(chǔ)能系統(tǒng)技術(shù)，推動(dòng)其快速發(fā)展和應(yīng)用。謝謝大家！
