中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：3月10-13日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司指導(dǎo)，中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦并聯(lián)合500余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十四屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)暨展覽會(huì)（簡(jiǎn)稱“CIES”）在杭州國(guó)際博覽中心召開。
CIES大會(huì)以“共建儲(chǔ)能生態(tài)鏈，共創(chuàng)儲(chǔ)能新發(fā)展”為主題，針對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等重點(diǎn)、熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題展開充分探討，分享可持續(xù)發(fā)展政策機(jī)制、資本市場(chǎng)、國(guó)際市場(chǎng)、成本疏導(dǎo)、智能化系統(tǒng)集成技術(shù)、供應(yīng)鏈體系、商業(yè)模式、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、示范項(xiàng)目應(yīng)用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和深化應(yīng)用。
來自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國(guó)內(nèi)外駐華機(jī)構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的2011余家產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈企業(yè)， 53417位線上注冊(cè)嘉賓將參加本屆CIES大會(huì)，儲(chǔ)能網(wǎng)視頻號(hào)線上直播11萬人參與觀看與交流。其中300余家企業(yè)集中展示了儲(chǔ)能產(chǎn)品，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測(cè)認(rèn)證、飛輪儲(chǔ)能、液流電池、熔鹽儲(chǔ)熱、壓縮空氣儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈。
3月12日上午，清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院系統(tǒng)混合仿真研究所所長(zhǎng)張東輝受邀在新型儲(chǔ)能系統(tǒng)集成解決方案專場(chǎng)（下）分享主題報(bào)告，報(bào)告題目為《新型儲(chǔ)能仿真與硬件在環(huán)研究與實(shí)踐 》。以下為報(bào)告主要內(nèi)容：
張東輝：我是來自清華四川能源互聯(lián)網(wǎng)研究院系統(tǒng)混合仿真研究所的張東輝，題目是新型儲(chǔ)能仿真與硬件在環(huán)研究與實(shí)踐。
我分享的內(nèi)容包括4部分，新型儲(chǔ)能的暫態(tài)支撐作用、新型儲(chǔ)能的暫態(tài)仿真工具、仿真案例、結(jié)語。
新型儲(chǔ)能主要的作用在解決新能源出力的不連續(xù)性，隨機(jī)性，波動(dòng)性，新型儲(chǔ)能發(fā)揮的主要作用是穩(wěn)態(tài)電力電量平衡的作用，包括調(diào)峰和調(diào)頻。但是，新型儲(chǔ)能在暫態(tài)方面也有很重要的暫態(tài)支撐性作用。
我們大電網(wǎng)新能源接入比較多之后，不僅對(duì)電網(wǎng)的電力供應(yīng)和調(diào)峰平衡產(chǎn)生重大的影響，還有一個(gè)重要的影響是對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)安全的影響?，F(xiàn)在各大電網(wǎng)公司非常重視，請(qǐng)我們做了很多專項(xiàng)研究。電網(wǎng)公司提出來把儲(chǔ)能的暫態(tài)支撐作用發(fā)揮出來，我們做了很多的仿真實(shí)踐。
新型儲(chǔ)能參與暫態(tài)響應(yīng)有其響應(yīng)速度快、控制設(shè)計(jì)靈活、約束少、布點(diǎn)靈活等特點(diǎn)。響應(yīng)速度快：新型儲(chǔ)能采用電力電子接入，有功無功響應(yīng)速度在20ms-100ms之間，響應(yīng)速度非?？?；
控制設(shè)計(jì)靈活：新型儲(chǔ)能控制設(shè)計(jì)非常靈活，可以考慮各類目標(biāo)和輸入變量；約束少：新型儲(chǔ)能支撐相對(duì)獨(dú)立，受其他外界因素影響??；布點(diǎn)靈活：新型儲(chǔ)能單體布置靈活方便。
新型儲(chǔ)能大家提的比較多的是靈活性支撐和調(diào)頻，但是它具備很強(qiáng)的暫態(tài)支撐作用的潛力。但是，因?yàn)樾滦蛢?chǔ)能有功無功控制靈活，暫態(tài)支撐的功能多樣靈活，應(yīng)用場(chǎng)景和控制目標(biāo)差異比較大，所以需要精細(xì)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備仿真。
從暫態(tài)來說，在傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)三大穩(wěn)定范疇，新型儲(chǔ)能是有較強(qiáng)潛力的，因?yàn)轫憫?yīng)速度特別快、較強(qiáng)支持穩(wěn)定的能力。
從頻率穩(wěn)定來說，新型儲(chǔ)能具備很強(qiáng)的支撐能力，特別是支撐一次調(diào)頻，同時(shí)具備虛擬慣量的提高能力。
電壓穩(wěn)定。新型儲(chǔ)能如果把逆變器優(yōu)化設(shè)計(jì)一下，具備很強(qiáng)的局部電壓的支撐作用，目前這是大的發(fā)展趨勢(shì)。以后我們的儲(chǔ)能不僅提供能量支撐，在電網(wǎng)里提供很強(qiáng)的電網(wǎng)暫態(tài)支撐作用。對(duì)大家的PCS和暫態(tài)的控制設(shè)計(jì)要求提出更高的要求，各大電網(wǎng)公司也在研究構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能的支撐作用，以后很多儲(chǔ)能要升級(jí)為構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能。
功角穩(wěn)定儲(chǔ)能也能發(fā)揮作用。
下面講暫態(tài)仿真工具。新型儲(chǔ)能有多種多樣的作用，新型儲(chǔ)能的系統(tǒng)和電氣設(shè)備仿真有幾個(gè)，一個(gè)是機(jī)電，大家之前用過BPA等程序。還有全電磁仿真。如果兼顧仿真的精度和效率，可以考慮用電磁混合仿真?？偟膩碚f，因?yàn)閮?chǔ)能它的形式多樣，控制多樣，現(xiàn)有的機(jī)電仿真難以完全把儲(chǔ)能的作用和效果仿真出來。所以我們要考慮用電磁混合仿真。
我們這邊開發(fā)了完全自主的電磁暫態(tài)仿真平臺(tái)，完全自主開發(fā)的，包括動(dòng)矩全電磁暫態(tài)仿真和meet機(jī)電電磁混合仿真，最近開始宣傳。有幾個(gè)技術(shù)特點(diǎn)，一是國(guó)產(chǎn)，所有從軟件到算法到界面都是團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)的。二技術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，能夠做到在不降低仿真精度的前提下，仿真效率和規(guī)模是數(shù)倍于國(guó)外的平臺(tái)。三工程應(yīng)用領(lǐng)域廣，已經(jīng)在多家電網(wǎng)公司，鐵路，核電，涉密場(chǎng)景，高?？蒲性核玫焦こ痰膽?yīng)用，工程界對(duì)我們比較認(rèn)可。儲(chǔ)能方面也有一些案例。
我們的動(dòng)矩和MMET是通用仿真平臺(tái)，技術(shù)平臺(tái)是仿真軟件，對(duì)標(biāo)國(guó)外通用的軟件。但是速度和規(guī)模具有明顯的優(yōu)勢(shì)。我們做成實(shí)時(shí)化，實(shí)現(xiàn)半實(shí)物仿真，這是我們具備一線仿真器的水平?？缙脚_(tái)，實(shí)現(xiàn)混合仿真，比如和核仿真平臺(tái)聯(lián)合仿真。最后大規(guī)模，可以在全電子仿真場(chǎng)景，具有顯著的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。
這是我們做的電磁混合仿真平臺(tái)。這是我們做的在環(huán)仿真平臺(tái)，支撐各類的數(shù)字量，包括模擬量的接口箱，連接信號(hào)量大，用在鐵路的仿真里面，可以做到世界最大的硬件在環(huán)仿真，已經(jīng)是產(chǎn)品化的了。
這是我們做高比例新能源的電磁仿真，新能源可能對(duì)局部電網(wǎng)產(chǎn)生影響，局部新能源出力多少，都需要全電磁仿真，我們能夠?qū)崿F(xiàn)局部電網(wǎng)全電磁模型自動(dòng)搭建和自動(dòng)仿真，降低電磁暫態(tài)仿真的門檻，讓大家具有一定的仿真能力和話語權(quán)。這是我們的界面和試驗(yàn)案例。
第三塊講一下幾個(gè)具體的案例，給大家講一下新型儲(chǔ)能在電網(wǎng)里面是怎么支撐電網(wǎng)安全穩(wěn)定的。儲(chǔ)能支撐系統(tǒng)穩(wěn)定，現(xiàn)在是越來越受到重視的，以后電網(wǎng)公司也會(huì)對(duì)大家的并網(wǎng)新型儲(chǔ)能的控制提出更高的要求，主要對(duì)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能更為復(fù)雜，現(xiàn)在只是簡(jiǎn)單的調(diào)頻和定有功無功，肯定是不行的，要滿足電網(wǎng)的要求。大規(guī)模風(fēng)光水火送出的場(chǎng)景，這是典型的場(chǎng)景，這個(gè)場(chǎng)景下如果是功率送出規(guī)模比較大，電網(wǎng)要設(shè)計(jì)很多安全的控制。
如果我們可以考慮局部裝的儲(chǔ)能進(jìn)行調(diào)節(jié)，具備參與電網(wǎng)穩(wěn)定控制的能力，這是可以做到的。仿真儲(chǔ)能參與以調(diào)代切，可以作為系統(tǒng)穩(wěn)定控制的一部分，不管在云南還是廣東，還是西北，內(nèi)蒙都是有這樣的場(chǎng)景。
第二，支撐頻率穩(wěn)定。目前討論比較多的是頻率穩(wěn)定是支撐頻率最大偏差的點(diǎn)，我們要控制這個(gè)。還有兩個(gè)點(diǎn)是大家需要關(guān)注的，一個(gè)是頻率變化率。這個(gè)東西是在某些局部孤網(wǎng)的狀態(tài)下要求比較高，新能源接入之后系統(tǒng)，如果開機(jī)方式變化了導(dǎo)致系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和一次調(diào)頻能力下降，對(duì)虛擬慣量，頻率變化率有要求。此外還有頻率準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)偏差。這是頻率穩(wěn)定的三點(diǎn)。
儲(chǔ)能的響應(yīng)時(shí)間是毫秒級(jí)，頻率真正從長(zhǎng)周期來說，從頻率穩(wěn)定的點(diǎn)來說達(dá)到頻率最低點(diǎn)的時(shí)間一般在幾秒鐘，儲(chǔ)能速度非?？欤梢跃?xì)化修正三個(gè)，頻率變化率，頻率最大點(diǎn)還是偏差，都可以修正。從二道防線的穩(wěn)控和三道防線都可以控制，會(huì)把電網(wǎng)控制措施做的更靈活。我們可以采用混合仿真的手段驗(yàn)證這個(gè)事情。
構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能各位專家比較關(guān)心。構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能類似于電壓源，我講的構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能主要是控制上的，可以在弱電網(wǎng)運(yùn)行。大家主要提的是讓構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能相當(dāng)于常規(guī)電源運(yùn)作，可以支撐其他新能源運(yùn)行。我們利用電子暫態(tài)仿真，精準(zhǔn)的模擬對(duì)新能源對(duì)電網(wǎng)慣量支撐的作用，是某個(gè)發(fā)電集團(tuán)委托我們局部接入的地方應(yīng)用構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能進(jìn)行支撐。
還有一個(gè)案例，是我們做的大容量直掛式儲(chǔ)能電子暫態(tài)仿真和硬件在環(huán)。直掛式儲(chǔ)能是熱點(diǎn)，可以把儲(chǔ)能的效率提上來，原來儲(chǔ)能效率只有85%，直掛式提到90%，這是它的作用。很多廠家提的比較多。
如果用自帶的軟件是比較準(zhǔn)的，自帶了MMC集成的軟件。我們開發(fā)了對(duì)應(yīng)的集成軟件，我們的精度更接近分立元件搭建的效果，從軟件建模準(zhǔn)確性來說我們有充分的把握，這塊得到了國(guó)內(nèi)一些廠家的認(rèn)可。我們把直掛式儲(chǔ)能不簡(jiǎn)化的情況下用到這樣的場(chǎng)景。速度也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他平臺(tái)的，我們的算法也有考慮，仿真速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)快于國(guó)外的通用平臺(tái)。用我們的動(dòng)矩平臺(tái)可以精準(zhǔn)的模擬，我們是少數(shù)有能力的完成大規(guī)模不等值高電平儲(chǔ)能實(shí)時(shí)硬件在環(huán)仿真，這是我們速度的比對(duì)，基本上百倍以上。
硬件在環(huán)。我們可以快速低成本的研發(fā)高容量，大容量?jī)?chǔ)能，模擬測(cè)試儲(chǔ)能的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，復(fù)雜控制系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)的支撐。新能源大家并網(wǎng)擔(dān)心和電網(wǎng)發(fā)生寬頻振蕩，對(duì)新能源場(chǎng)站和儲(chǔ)能進(jìn)行寬頻的測(cè)試，我們也是有能力的。
這是現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用情況。
最后做一個(gè)簡(jiǎn)單的總結(jié)。新型電力系統(tǒng)背景下，新型儲(chǔ)能作為關(guān)鍵支撐。除了作為靈活性支撐，作為調(diào)峰之外，還能發(fā)揮比較關(guān)鍵的支撐作用。新型儲(chǔ)能參與暫態(tài)響應(yīng)有幾個(gè)特點(diǎn)，響應(yīng)速度快，控制靈活，約束少，布點(diǎn)靈活等。我們的動(dòng)矩仿真平臺(tái)和MEET機(jī)電電磁可以快速模擬新型儲(chǔ)能對(duì)系統(tǒng)的暫態(tài)支撐作用，相對(duì)于國(guó)外平臺(tái)在速度，規(guī)模上具有明顯優(yōu)勢(shì)，特別適用于儲(chǔ)能大規(guī)模電力電子設(shè)備的模擬。
以上是我的分享，謝謝大家！
