中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2019年10月11-12日，第六屆儲(chǔ)能技術(shù)在分布式能源與微電網(wǎng)中應(yīng)用高層研討會(huì)”在深圳召開(kāi)。來(lái)自科研機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)院、新能源發(fā)電企業(yè)、電力公司、系統(tǒng)集成商、電池制造企業(yè)、電氣元器件企業(yè)、新能源制造企業(yè)、項(xiàng)目承包商、投融資機(jī)構(gòu)等500余人參加了本次會(huì)議。
在會(huì)上，科華恒盛股份有限公司新能源事業(yè)部高級(jí)技術(shù)經(jīng)理張依鈴女士分享了主題報(bào)告《微電網(wǎng)控制策略與應(yīng)用》，以下為報(bào)告實(shí)錄：
張依鈴：各位領(lǐng)導(dǎo)、在座各位同仁上午好！很榮幸代表科華恒盛給大家介紹一下我們?cè)谖⒕W(wǎng)上做過(guò)的應(yīng)用和案例。
我匯報(bào)的內(nèi)容主要是四個(gè)方面：什么是微網(wǎng)與儲(chǔ)能？目前我們?cè)谖⒕W(wǎng)上的應(yīng)用方案，以及我們公司基于微網(wǎng)平臺(tái)的系列產(chǎn)品，最后跟大家分享一下科華恒盛在海內(nèi)外做過(guò)的微網(wǎng)案例。
在座各位對(duì)微網(wǎng)和儲(chǔ)能并不陌生，根據(jù)有沒(méi)有電網(wǎng)我們把微網(wǎng)分為獨(dú)立型微網(wǎng)和并網(wǎng)型微網(wǎng)。目前新能源發(fā)電的波動(dòng)性、間接性，包括客戶(hù)負(fù)載不可控性，微網(wǎng)系統(tǒng)離不開(kāi)儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)發(fā)用的平衡。并網(wǎng)型的微網(wǎng)既可以與外部電網(wǎng)連接，又可以脫離外部電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行的系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)中不可避免的是我們將會(huì)使用到并離網(wǎng)的切換技術(shù)。
我們與大電網(wǎng)的并聯(lián)，脫離電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)也離不開(kāi)儲(chǔ)能系統(tǒng)，由儲(chǔ)能系統(tǒng)作為整個(gè)系統(tǒng)的電壓源，穩(wěn)定微網(wǎng)的電壓和頻率。目前微網(wǎng)一個(gè)是可以解決無(wú)電地區(qū)和弱電地區(qū)的供電問(wèn)題，改善居民的生活條件，也可以提高新能源的滲透率，提高整個(gè)地區(qū)的供電可靠性。
目前獨(dú)立型微網(wǎng)的供電模式有兩種：一是當(dāng)?shù)毓╇娋嚯x比較遠(yuǎn)的情況下，微網(wǎng)以集中建設(shè)為主，經(jīng)過(guò)升壓和變壓實(shí)現(xiàn)分散供電集中布局；二是結(jié)合客戶(hù)地理位置進(jìn)行區(qū)域劃分分散供電，分散設(shè)計(jì)的情況下微網(wǎng)比較小，以直流為。科華恒盛在一些大型的海島項(xiàng)目以交流方案為主，實(shí)現(xiàn)分散供電。但是在我們過(guò)去的西部無(wú)電村的項(xiàng)目中都是以村落為單位進(jìn)行分散設(shè)計(jì)。
目前集中供電和分散供電都是有它的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)于集中供電的容量大，需要用交流母線(xiàn)方案，通過(guò)EMS協(xié)調(diào)各設(shè)備的運(yùn)行，同時(shí)集中供電的方案在前期負(fù)載不多的情況下存在可用率比較低，因?yàn)榧泄╇?，所有微網(wǎng)儲(chǔ)能都是集中布局，對(duì)于運(yùn)維管理存在優(yōu)勢(shì)。分散供電的單元容量小，是可以做一個(gè)復(fù)制化的建設(shè)，但是它的運(yùn)維難度相對(duì)來(lái)說(shuō)比較高。整個(gè)容量比較小的話(huà)我們直接采用直流母線(xiàn)的方案，其實(shí)可以便于做系統(tǒng)的自平衡，無(wú)需EMS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，這樣的話(huà)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性相對(duì)來(lái)說(shuō)會(huì)更高一點(diǎn)。
就像剛剛提到的，我們?cè)?strong>微網(wǎng)儲(chǔ)能一般走兩個(gè)技術(shù)路線(xiàn)：一是直流微網(wǎng)方案；二是交流微網(wǎng)方案。直流的微網(wǎng)方案中一般基于兩種電壓平臺(tái)和兩個(gè)系列的產(chǎn)品有兩種方案，基于348和384伏的平臺(tái)，大家對(duì)UPS比較熟悉是根據(jù)UPS進(jìn)行更新，好處是可以通過(guò)UPS的旁路把柴發(fā)和市電接入，柴發(fā)和市電可以實(shí)現(xiàn)0ms切換。儲(chǔ)能電池系統(tǒng)直掛電池母線(xiàn)為電池補(bǔ)充能量，整個(gè)系統(tǒng)不需要EMS控制實(shí)現(xiàn)自平衡，此外產(chǎn)品以模塊化設(shè)計(jì)，偏遠(yuǎn)地區(qū)的維護(hù)也有很大的優(yōu)勢(shì)。
依托于1000伏的電壓平臺(tái)，使用儲(chǔ)能變流器的產(chǎn)品，這個(gè)方案的好處，目前大部分的鋰電池廠家的電壓都可以適配，儲(chǔ)能變流器既可以并網(wǎng)也可以離網(wǎng)，后續(xù)隨著電網(wǎng)逐步完善，也可以離網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)，進(jìn)行新應(yīng)用。
這是直流母線(xiàn)基本的運(yùn)行模式，一般是由逆變器進(jìn)行供電，能源主要來(lái)自于太陽(yáng)能光伏發(fā)電和電池系統(tǒng)，如果光伏發(fā)電比較大的話(huà)，光伏發(fā)電直接供給負(fù)載，多余電量給電池存儲(chǔ)，光伏發(fā)電不太好的情況下，電池自動(dòng)補(bǔ)充能量。如果當(dāng)整個(gè)光儲(chǔ)系統(tǒng)能量都不足的情況下，我們通過(guò)轉(zhuǎn)換到市電或柴發(fā)進(jìn)行供電，這樣整個(gè)系統(tǒng)就可以實(shí)現(xiàn)基本不間斷的供電，滿(mǎn)足客戶(hù)的需求。
目前我們?cè)讵?dú)立型的大電網(wǎng)微網(wǎng)運(yùn)行中，我們也有交流母線(xiàn)的方案，交流母線(xiàn)的方案比較適合于大容量的項(xiàng)目方案，包括可以接入多種發(fā)電源，有柴發(fā)，未來(lái)的水電站、燃?xì)廨啓C(jī)，現(xiàn)在都是可以與柴發(fā)和燃?xì)廨啓C(jī)，可以快速的滿(mǎn)足負(fù)載應(yīng)用。有一些應(yīng)用負(fù)載比較特殊，可能出現(xiàn)功率突增，燃?xì)廨啓C(jī)加載比較有限，無(wú)法滿(mǎn)足負(fù)載的突增，我們儲(chǔ)能以VSG模式并入我們的設(shè)備，儲(chǔ)能可以作為快速的頻率響應(yīng)彌補(bǔ)燃?xì)廨啓C(jī)的不足，從而穩(wěn)定整個(gè)母線(xiàn)的電壓。當(dāng)燃?xì)廨啓C(jī)和柴發(fā)出現(xiàn)故障和需要維修的時(shí)候，儲(chǔ)能系統(tǒng)也可以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫的接管負(fù)載。這樣的系統(tǒng)主要也是依托于交流的光伏逆變器和儲(chǔ)能變流器產(chǎn)品。
除此之外，剛才提到一種目前城市里應(yīng)用比較多的并網(wǎng)型的微網(wǎng)，并網(wǎng)型微網(wǎng)依托于大電網(wǎng)的存在，目前工商業(yè)用得比較多，既可以并網(wǎng)設(shè)計(jì)，也可以依托于我們的儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行離網(wǎng)的應(yīng)用，包括科華恒盛也會(huì)獨(dú)立配置并/離網(wǎng)切換柜，使整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)10毫秒的切換。
并網(wǎng)運(yùn)行大家都不陌生，包括自給自足提高光伏的利用率，優(yōu)先給負(fù)載供電，余電可以上網(wǎng)。儲(chǔ)能可以做一些峰谷的套利實(shí)現(xiàn)收益，可以對(duì)上游的變壓器進(jìn)行續(xù)量的管理，都是可以做。離網(wǎng)的時(shí)候我們可以快速切換至離網(wǎng)系統(tǒng)，由儲(chǔ)能支撐母線(xiàn)電壓和頻率，光儲(chǔ)系統(tǒng)獨(dú)立的運(yùn)行。包括現(xiàn)在很多城市里的工商業(yè)用戶(hù)，這樣的方案可以部分替代UPS的功能。除此之外有些充電樁的設(shè)備、光儲(chǔ)充也是很流行的概念。
目前基于上述的微網(wǎng)方案，科華恒盛有一系列的微網(wǎng)產(chǎn)品：一是純離網(wǎng)系列，應(yīng)用到獨(dú)立的微網(wǎng)系統(tǒng)中，基于UPS改造的產(chǎn)品，主要包括光伏的MPPT控制器以模塊化設(shè)計(jì)，包括基于UPS改變的離網(wǎng)逆變器，包括有把MPPT控制器和離網(wǎng)逆變器做成一體機(jī)進(jìn)行供貨，應(yīng)用到比較小的離網(wǎng)系統(tǒng)中。我們可以做一些離/并網(wǎng)產(chǎn)品儲(chǔ)能變流器等。科華恒盛400伏接入的系統(tǒng)，我們使用隔離型的變壓器，對(duì)于升壓的系統(tǒng)，我們會(huì)考慮非隔離型變壓器，目前這款非隔離型最大功率做到630千瓦，尺寸也是更新設(shè)計(jì)到700深的尺寸，這樣可以滿(mǎn)足面對(duì)面放在集裝箱里，提高集裝箱的功率密度。隨著光伏系統(tǒng)1500伏的發(fā)展，包括1500伏系統(tǒng)目前在效率上的優(yōu)勢(shì)，科華推出1500伏的儲(chǔ)能系列產(chǎn)品，單機(jī)功率最大可以做到1.5MW，儲(chǔ)能的直流變換器，把電池進(jìn)行DC/DC的直流轉(zhuǎn)換，我們和南方電網(wǎng)配合項(xiàng)目中，就應(yīng)用了此款產(chǎn)品。
光儲(chǔ)一體機(jī)，多應(yīng)用于國(guó)外，可以接入光伏也可以接入儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)和離網(wǎng)。
光伏系列的產(chǎn)品，目前科華恒盛的光伏系列產(chǎn)品比較豐富，組串集中到集散到1500伏的產(chǎn)品系列均可提供。我們依托于配套軟件系統(tǒng)，EMS系統(tǒng)是科華自主研發(fā)，應(yīng)用于海外的微網(wǎng)系統(tǒng)中。
微網(wǎng)系統(tǒng)包括登錄界面、系統(tǒng)的拓?fù)湟约包c(diǎn)進(jìn)去可以看到每一個(gè)產(chǎn)品的詳細(xì)信息，包括告警、運(yùn)維管理，我們都會(huì)在EMS系統(tǒng)中做。EMS也是以目前主流的三層架構(gòu)：一是設(shè)備的接入；二是控制層、通訊管理、結(jié)合交換機(jī)產(chǎn)品；三是控制和策略的實(shí)現(xiàn)層。
最后和大家分享一下目前我們科華恒盛在國(guó)內(nèi)外做的微網(wǎng)案例，包括目前在國(guó)內(nèi)外做了很多直流的離網(wǎng)供電，這是我們?cè)诜侵蘅溌∽龅碾x網(wǎng)供電，目前系統(tǒng)已經(jīng)斷斷續(xù)續(xù)出貨165套的離網(wǎng)系統(tǒng)，系統(tǒng)容量大概是15千伏安到200千伏安不等。
這是尼日利亞光儲(chǔ)項(xiàng)目，集成鋰電池、離網(wǎng)系統(tǒng)的產(chǎn)品，同時(shí)給他們配置柴發(fā)做后備電源。
這是科華恒盛運(yùn)行最久的海外直流項(xiàng)目，烏茲別克斯坦配了1.2MW的光伏，包括儲(chǔ)能系統(tǒng)，負(fù)載大概是1MW左右，整個(gè)系統(tǒng)基于模塊化的設(shè)計(jì)，目前在海外的運(yùn)行狀態(tài)良好，基本上不需要海外的售后進(jìn)行維護(hù)。
這是尼日利亞海島的項(xiàng)目應(yīng)用，科華恒盛把我們的項(xiàng)目做在各個(gè)海島，這是320度電的鋰電池和100千瓦組件，把10個(gè)島嶼接入到我們的監(jiān)控系統(tǒng)。
這是澳大利亞海島上做的油光互補(bǔ)的離網(wǎng)方案，這個(gè)項(xiàng)目中我們提供了兩臺(tái)逆變器，一主一配，更好的提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
這是我們配合泰國(guó)某邊防部隊(duì)做的，提供十套離網(wǎng)的光伏一體機(jī)。
這是我們?cè)诔r溫濕大棚做的離網(wǎng)系統(tǒng)。還有我們系斷斷續(xù)續(xù)出口的300套離網(wǎng)系統(tǒng)，是系西部地區(qū)的離網(wǎng)供電項(xiàng)目，目前裝機(jī)達(dá)到20MV。
這是在某文化遺址實(shí)現(xiàn)的離網(wǎng)自用電項(xiàng)目，我們基于集裝箱進(jìn)行的設(shè)計(jì)。
這是在海外馬達(dá)加斯加的交流母線(xiàn)方案，當(dāng)?shù)赜惺须姾筒癜l(fā)，科華恒盛有提供光伏系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)，馬達(dá)加斯加當(dāng)?shù)氐碾娏ο到y(tǒng)很差，電力系統(tǒng)覆蓋40%的范圍，市電經(jīng)常性的斷電，我們提出提供光伏和儲(chǔ)能保證當(dāng)?shù)刈罡呒?jí)辦公樓用電的可靠性。并網(wǎng)情況下我們做的策略，最基本的原則是保證60%的電量進(jìn)行應(yīng)急供電。并網(wǎng)的情況下，J1閉合，K1閉合，JA閉合，光伏和儲(chǔ)能都以并網(wǎng)模式運(yùn)行，白天光照強(qiáng)的情況下，光伏發(fā)電優(yōu)先給負(fù)載，多余的電量給儲(chǔ)能充電，光伏發(fā)電更強(qiáng)的情況下，把多余的電量反饋至電網(wǎng)。如果白天光伏比較的情況下，儲(chǔ)能保持待機(jī)狀態(tài)，光伏發(fā)電給負(fù)載供電，如果負(fù)載供電不足的情況下由市電補(bǔ)充。夜間光伏不發(fā)電，儲(chǔ)能以并網(wǎng)模式運(yùn)行，主要的策略是削峰填谷策略，這種策略情況下我們也是保證60%的電量作為應(yīng)急供電，如果是夜間電價(jià)高峰的情況下，如果電池的電量大于60%的情況下，我們就由儲(chǔ)能供電給負(fù)載，我們做了儲(chǔ)能實(shí)時(shí)跟蹤負(fù)載的策略，保證儲(chǔ)能系統(tǒng)不會(huì)向電網(wǎng)反送電。夜間電價(jià)平價(jià)時(shí)，我們保證儲(chǔ)能待機(jī)負(fù)載供電都由市電進(jìn)行。如果夜間谷價(jià)的情況下，由市電帶載，同時(shí)給儲(chǔ)能充電，電池充至60%，40%的電量預(yù)留給白天的，否則白天可能出現(xiàn)棄光的現(xiàn)象。
離網(wǎng)應(yīng)用時(shí)，基本原則是減少柴發(fā)的使用。此時(shí)J1斷開(kāi)，K1閉合，JA閉合。如果光伏發(fā)電強(qiáng)，光伏發(fā)電給負(fù)載供電，多余電量給儲(chǔ)能充電，此時(shí)儲(chǔ)能充電不能充飽，避免負(fù)載突卸的情況下，光伏電量無(wú)法消納，一般考慮在SOC70%的條件下進(jìn)行棄光。若光伏發(fā)電差，儲(chǔ)能和光伏一起帶載，直至儲(chǔ)能電池放電至電壓保護(hù)點(diǎn)。夜間的時(shí)候，由儲(chǔ)能系統(tǒng)獨(dú)立帶載，直至儲(chǔ)能電池放電至電壓保護(hù)點(diǎn)。
如果整個(gè)系統(tǒng)的光儲(chǔ)容量不足的情況下EMS柴發(fā)啟動(dòng)，此時(shí)J1斷開(kāi)，K1閉合，JB閉合，由柴發(fā)帶。，光伏給儲(chǔ)能充到一定電量的情況下，柴發(fā)停止帶載，或是市電恢復(fù)了就關(guān)閉柴發(fā)，整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入并網(wǎng)的模式。
這是我們?cè)谒聫R做的微電網(wǎng)，這個(gè)項(xiàng)目在海拔4410米的條件下做的。
這是我們?cè)谏钲谧龅墓鈨?chǔ)充的項(xiàng)目。
這是在寧波奧崎智能微電網(wǎng)項(xiàng)目。
以上就是我的分享，謝謝大家。
