中國儲能網(wǎng)訊：6月16日，在國家能源太陽能發(fā)電研發(fā)（實驗）中心實驗室，中國電科院新能源中心檢測技術(shù)研究團隊開展超大容量光儲并網(wǎng)裝置性能測試。團隊詳細記錄了裝置的各項性能指標，為裝置后續(xù)并網(wǎng)投運提供參考依據(jù)。
在內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布新一代電網(wǎng)友好綠色電站現(xiàn)場投入使用的移動式大容量模塊化光儲并網(wǎng)測試平臺。
光伏逆變器和儲能變流器是光伏發(fā)電站和新型儲能電站接入電網(wǎng)的核心設(shè)備，而儲能接入可以有效平抑光伏出力波動。中國電科院國家能源太陽能發(fā)電研發(fā)（實驗）中心主任吳福保介紹，截至2021年年底，我國光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機容量3.06億千瓦，風電并網(wǎng)裝機容量3.28億千瓦，未來新能源裝機規(guī)模將進一步擴大，隨著新型電力系統(tǒng)構(gòu)建持續(xù)推進，光儲并網(wǎng)及其試驗檢測技術(shù)也需要加快升級。自2010年成立以來，該中心不斷豐富完善技術(shù)手段，開展光儲并網(wǎng)性能全項高精準度測試，規(guī)范光儲并網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展，保障新能源安全并網(wǎng)。
建設(shè)綜合平臺
持續(xù)提升光儲并網(wǎng)檢測能力
“重載三相零電壓穿越，跌落后實際電壓為零，持續(xù)時間為150毫秒……”6月15日，中國電科院新能源中心檢測技術(shù)研究團隊成員楊青斌讀著試驗分析結(jié)果，同事徐亮輝在一旁對照試驗方案逐項核對。他們正在校核近期安裝完工的6兆瓦光儲并網(wǎng)實驗室檢測平臺的試驗?zāi)芰蛥?shù)指標，驗證平臺技術(shù)性能是否達到設(shè)計要求。
光儲并網(wǎng)實驗室檢測平臺由光儲模擬直流源、模擬電網(wǎng)、測量轉(zhuǎn)接柜和新能源并網(wǎng)測試分析系統(tǒng)構(gòu)成。平臺在直流側(cè)可模擬光伏陣列和電化學儲能的輸出特性，在交流側(cè)可模擬電網(wǎng)電壓、頻率擾動以及各種電網(wǎng)故障工況。平臺的新能源并網(wǎng)測試分析系統(tǒng)可自動解析測試數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵參數(shù)并進行符合性判斷，實現(xiàn)對光伏逆變器、儲能變流器、無功補償裝置等產(chǎn)品的型式試驗。
2010年6月，研究團隊建成世界首個兆瓦級光儲并網(wǎng)實驗室檢測平臺，但當時平臺的測試對象都是直流側(cè)額定電壓1000伏、額定容量1兆瓦及以下的光伏逆變器、儲能變流器。自2014年起，主流光伏生產(chǎn)企業(yè)陸續(xù)推出并應(yīng)用了1500伏電壓等級的光伏逆變器和組件產(chǎn)品，此后越來越多的光伏生產(chǎn)企業(yè)推出了1500伏的光伏系統(tǒng)。系統(tǒng)電壓的增大帶來了兩個突出的技術(shù)難題：一是如何開展1500伏光伏逆變器的測試，因為當時很少有可輸出1500伏電壓的光儲模擬直流源；二是光儲產(chǎn)品額定功率也隨之突破1.25兆瓦，大容量光儲產(chǎn)品需要更大容量的測試平臺。
2014年，研究團隊深入調(diào)研行業(yè)需求，研究一些國內(nèi)外主流測試標準要求，立項并實施“光伏發(fā)電并網(wǎng)檢測技術(shù)研究與平臺開發(fā)及應(yīng)用”項目。項目采用10千伏雙母線回饋線路來優(yōu)化升級測試平臺。10千伏試驗?zāi)妇€通過兩個不同組別的多抽頭變壓器連接至380伏試驗?zāi)妇€，提供寬范圍的并網(wǎng)電壓，可模擬多種光伏逆變器在光伏電站現(xiàn)場的配電工況，覆蓋光伏系統(tǒng)變壓器組別全類型。電網(wǎng)擾動發(fā)生裝置的輸出直接連接380伏試驗?zāi)妇€，在模擬電網(wǎng)不平衡工況時可不受變壓器影響。光儲模擬直流源輸出范圍可達0到1500伏,可對寬電壓范圍調(diào)節(jié)的光伏逆變器開展并網(wǎng)檢測，最大測試容量可達2兆瓦。
2015年2月，項目通過中國電機工程學會組織的成果鑒定，部分研究成果為國際首創(chuàng)，項目成果獲得2015年度電力建設(shè)科學技術(shù)進步獎一等獎。當年7月，研究團隊借助光儲并網(wǎng)實驗室檢測平臺完成首臺1500伏直流輸入光伏逆變器的全國首次性能全項測試。
隨著光伏平價上網(wǎng)政策的實施，光伏系統(tǒng)繼續(xù)朝著大容量、高電壓等級的方向發(fā)展。市場上目前已出現(xiàn)2000伏系統(tǒng)的光伏組件，逆變器額定容量最高達6兆瓦，并網(wǎng)電壓最高達800伏。根據(jù)光伏行業(yè)發(fā)展實際，研究團隊從2021年起繼續(xù)升級光儲并網(wǎng)實驗室檢測平臺，于2022年5月建成了世界單體測試容量最大、并網(wǎng)試驗項目最全、技術(shù)指標國際領(lǐng)先的6兆瓦光儲并網(wǎng)實驗室檢測平臺。
同步建設(shè)移動平臺
現(xiàn)場測試新能源場站并網(wǎng)性能
2009年3月，財政部、科技部、國家能源局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于實施金太陽示范工程的通知》，中央財政從可再生能源專項資金中安排一定資金，支持光伏發(fā)電技術(shù)在各類領(lǐng)域的示范應(yīng)用及關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。我國光伏發(fā)電規(guī)?；_發(fā)應(yīng)用由此拉開帷幕。
光伏發(fā)電具有顯著的間歇性、周期性、波動性，大規(guī)模并網(wǎng)會給電網(wǎng)的安全性、穩(wěn)定性帶來較大影響。為確保光伏電站并網(wǎng)性能滿足相關(guān)標準要求，新能源中心檢測技術(shù)研究團隊提出了光伏電站并網(wǎng)性能現(xiàn)場試驗方法，并在2010年同步建成世界首套光伏電站移動式并網(wǎng)檢測平臺。2011年3月，研究團隊利用該平臺在河南鄭州開展了國內(nèi)首次金太陽示范工程并網(wǎng)測試和工程質(zhì)量驗收。
隨著光儲產(chǎn)品的技術(shù)升級，新建場站的發(fā)電單元容量、電壓等級也隨之升高，場站并網(wǎng)性能現(xiàn)場試驗設(shè)備也需要同步升級。十年來，研究團隊在建設(shè)光儲并網(wǎng)實驗室檢測平臺的同時，也同步建設(shè)并升級改造移動式光儲并網(wǎng)檢測平臺。
經(jīng)過改造升級后的移動式大容量模塊化光儲并網(wǎng)測試平臺采用雙閉環(huán)控制技術(shù)，具備更高的運行穩(wěn)定性與電網(wǎng)特性模擬精度。平臺單個標準集裝箱容量2.5兆瓦，可對光儲發(fā)電單元獨立開展并網(wǎng)性能試驗，也可根據(jù)需要并機提升測試容量。并機后系統(tǒng)總?cè)萘靠蓴U展至12.5兆瓦。
今年6月，移動式大容量模塊化光儲并網(wǎng)測試平臺在全球規(guī)模最大的源網(wǎng)荷儲一體化示范項目——內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭察布新一代電網(wǎng)友好綠色電站現(xiàn)場投入使用。平臺順利完成該電站中一個3.4兆瓦儲能系統(tǒng)的15項并網(wǎng)性能現(xiàn)場測試，包括低電壓穿越、高電壓穿越、電網(wǎng)適應(yīng)性測試、功率控制測試、過載能力測試等。
近年來，移動式大容量模塊化光儲并網(wǎng)測試平臺已在青海、寧夏、甘肅、內(nèi)蒙古、陜西、湖南等省份和西南高原等地區(qū)開展場站并網(wǎng)性能現(xiàn)場試驗，尤其針對電網(wǎng)架構(gòu)特殊的地區(qū)進行了場站并網(wǎng)性能試驗驗證和模型參數(shù)優(yōu)化測試，加大一致性核查力度，有力地支撐了新能源場站技術(shù)升級，以及新能源送出和消納水平提升。
建立新能源電磁暫態(tài)仿真模型庫
助力構(gòu)建新型電力系統(tǒng)
6月6日，新能源中心檢測技術(shù)研究團隊利用新能源實時仿真測試平臺完成了某廠商光伏逆變器的建模測試。
新能源滲透率的不斷提高導(dǎo)致電網(wǎng)強度下降，短路比降低。為確保新能源發(fā)電規(guī)?；⒕W(wǎng)后電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，應(yīng)建立單機及場站的機電暫態(tài)和電磁暫態(tài)模型，進行低短路比適應(yīng)性能、暫態(tài)過電壓能力以及振蕩風險評估等工作。
新能源實時仿真測試平臺可精確模擬光儲發(fā)電設(shè)備拓撲與電網(wǎng)故障工況，大幅提升建模仿真效率，實現(xiàn)光儲發(fā)電設(shè)備和場站的并網(wǎng)性能電磁暫態(tài)仿真及振蕩評估，以及電磁暫態(tài)封裝模型校核驗證。
目前，研究團隊正利用新能源實時仿真測試平臺構(gòu)建電磁暫態(tài)模型，輔助國家電網(wǎng)有限公司國家電力調(diào)度控制中心開展光伏模型參數(shù)入庫工作，現(xiàn)已校核、入庫主流光伏逆變器模型33個，有力支撐了光儲機電暫態(tài)和電磁暫態(tài)模型庫的建立，并為后續(xù)開展復(fù)雜電網(wǎng)的安全穩(wěn)定分析、調(diào)度控制、系統(tǒng)電壓調(diào)節(jié)和安全保護配置等工作奠定了基礎(chǔ)。
依托多年來積累的并網(wǎng)測試技術(shù)和海量測試數(shù)據(jù)，研究團隊牽頭建立了我國較為完整的光伏發(fā)電并網(wǎng)標準體系，先后制訂并發(fā)布IEC國際標準15項、IEEE標準2項、國家標準27項、行業(yè)標準17項、企業(yè)標準18項。其中，團隊主導(dǎo)制訂并發(fā)布了光伏領(lǐng)域的我國首項國際標準。
