2015年6月3日,由国家能源局指导、中关村储能产业技术联盟(CNESA)与杜塞尔多夫展览(上海)有限公司共同主办的“储能国际峰会2015”在北京召开。在“2015分布式光伏与储能系统论坛及岛屿能源国际会议”平行分论坛,阳光电源股份有限公司事业部市场总监张彦虎博士发表题为《大功率储能逆变器应用技术及发展趋势分析》的主题演讲,以下为演讲内容:
阳光电源股份有限公司事业部市场总监 张彦虎:
储能系统应用广泛
储能的作用实际是在时间和空间上对能量进行搬移。目的是给生活、工作、系统带来便利、收益、稳定、质量可靠性等。
储能用途非常广。可以稳定电力供应,对电能进行有效利用。在电能质量有瞬间冲击的情况下,改善用电设备的电能品质。储能系统应用范围也非常广,发、输、配、用四个大环节均有涉及,尤其是分布式发电被广泛应用,在用电侧、发电端、分布式发电和用电紧密联系起来之后,更需要我们把储能和分布式能源结合起来。从逆变器角度来看,主要有四大类应用场景。
一是对可再生能源进行平滑。很多可再生能源有间歇性、波动性等负面的特征。通过利用储能逆变器的快速相应能力可以让频率和电压更加稳定,为电网的稳定做出贡献。储能按响应时间可分为秒级、分钟级、小时级三类。秒级的作用主要在于减少波动性,分钟级则为了平滑,小时级的储能是用来解决分布式光伏电站里面的限发问题,使不能并网的能量先储存起来,可以并网的时候再发上去。利用储能设备的快速响应能力可以更有效,更快速的让电网重新达到稳定。
二是在无电区建立新能源储能。可将过去的补充柴油发电机变成混合式微网,甚至完全由可再生能源、储能、负荷、能量管理组成独立运行的微网。在无电区,柴油机被广泛应用。污染大,有噪音,成本高,通过建立风光采储多能源微电网可以减少或者摒弃柴油机在无电区的供电。常见的孤岛或无电区的微网有两类,一是交流母线,易扩容。一是混合母线。我们建议使用直流、交流混合母线的解决方案。
三是针对澳大利亚、德国这些国家,储能的应用可以解决电网用电和反馈到电网、电价倒挂、谷峰电价差异大的问题。在德国,是为了提高自发自用率,澳大利亚则尽量的去使用谷峰电价差。
第四个大类是孤岛模式下控制电网的电压和频率。过去储能逆变器有10K、20K、30K等不同种类,随着市场的发展,储能的种类愈多。一方面是互用的,既国外的两个国家的互用市场。一方面是我国和美国的工业化、工商业应用的储能市场。该市场相对较大,功率负荷也较大。2015年推出的一兆瓦储能逆变器,是国内功率最高的逆变器。
储能逆变器的分类及应用
现在市场上储能设备越来越多,为了能更好的兼容、适应、匹配不同的类型,储能逆变的类型也越来越多。储能逆变器必须和电力系统的标准协议保持一致,遵守已有的标准通讯协议。我们在下指令时,逆变器必须具备融合、解释、理解、调度的能力,分析无功还是有功。
储能系统的应用之一是帮助电网稳定频率和电压,当电网在出现故障或将要出现故障时,逆变器必须承担对电网的友好支撑,帮助电网更加稳定。逆变器是基于电子技术的,有快速响应能力,主要体现在两方面。一是充放电转换是否足够快。二是在待转和卸载时,储能逆变器必须要有快速的响应能力。为了节省整个储能系统的成本,过去的储能逆变器,扩容时需要在分裂式变压器交流侧进行并联和扩容。我们追求,在传统变压器的基础上,交流侧尽量扩展更多台的储能逆变器,顺势承受更大的短时扩展能力。
逆变器在孤岛微网里承担虚拟电网的作用。柴油机的电网建立电压源式电源和弱电网并联时必须具有惯性,使其速度变慢,因此,储能逆变器必须加入虚拟的惯性环节。使用虚拟同步技术以后,在调频时,频率更稳定,变得节约,频率的网上扩充幅度会变得很小。
储能逆变器向集装箱式发展,集中度越来越高,储能单元和环网柜集中在一个集装箱体内方便运输和移动。如在我国西北地区,如要实现限电分布式地面电站的限发,只需将根据使用情况随时移动装载有储能逆变器的车辆即可。
储能逆变器能量管理的算法日趋完善,可以设定以蓄电池的循环寿命最长为目标,以二氧化碳的减排为目标,以柴油机功率最短为目标等等,或某几个综合起来做优化亦可。能量管理优化时发电侧预测功能十分关键,尤其是适合于小时级的能量搬移。阳光电源在储能应用也成绩斐然。可提供从储能单元、储能逆变器、储能系统到整个系统方案的储能设备和储能解决方案。
以上就是我的讲话内容,谢谢大家。
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