中國儲能網(wǎng)訊：6月19—20日，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會聯(lián)合江蘇省電機工程學(xué)會、全國微電網(wǎng)與分布式電源并網(wǎng)標準化技術(shù)委員會、中國能源建設(shè)集團江蘇省電力設(shè)計院有限公司等單位聯(lián)合召開的“第三屆全國電網(wǎng)側(cè)暨用戶側(cè)儲能技術(shù)應(yīng)用高層研討會”在蘇州市太湖假日酒店舉行。來自電網(wǎng)公司、設(shè)計院、系統(tǒng)集成商、電池生產(chǎn)企業(yè)、投融資機構(gòu)等單位的280余位嘉賓出席了本次研討會。
會議期間，深圳市永聯(lián)科技股份有限公司副總經(jīng)理楊惠坤分享了主題報告《 用戶側(cè)儲能系統(tǒng)離并網(wǎng)切換技術(shù)的研究與應(yīng)用》，以下是演講全文：
楊惠坤：大家好。下午跟大家分享儲能系統(tǒng)在離網(wǎng)到并網(wǎng)，并網(wǎng)到離網(wǎng)的切換過程中碰到的問題，還有我們采用的一些解決辦法。
永聯(lián)科技在最近兩年一直在做用戶側(cè)的儲能系統(tǒng)項目，我們客戶很多時候花了很多精力跟我們討論的是，他一直有個疑問，儲能系統(tǒng)能不能當應(yīng)急電源來用，能不能做到不間斷切換，針對他們這個需求我們也做了一些研究，在一些具體應(yīng)用場景里面也去實施，最終實際使用的時候效果還是不錯的。
我先說一下并離網(wǎng)切換比較常見的一些問題。這是市面上最常見的并離網(wǎng)切換的模式，在并網(wǎng)運行的時候，PCS工作是工作在電流源模式，離網(wǎng)運行的時候PCS切換到電壓源模式，這種方式很常見也很常用，比較早的應(yīng)用是來自光伏逆變器，光伏逆變器在離網(wǎng)運行的時候采用電流源的方式，所以這塊很自然而然的做儲能的時候就想到了采用這種方法。這種方法存在的問題，最直觀的表現(xiàn)就是在進行切換的時候很容易出現(xiàn)離網(wǎng)到并網(wǎng)，或者并網(wǎng)到離網(wǎng)的時候，特別是并網(wǎng)到離網(wǎng)的很容易出現(xiàn)用戶用電的中斷，中間出現(xiàn)短時間的停電。
我們對這種方式進行了研究，從離網(wǎng)轉(zhuǎn)到并網(wǎng)的過程中，在離網(wǎng)運行的時候PCS為了向負載提供穩(wěn)定的電壓，它會工作在電源模式，一旦接入電網(wǎng)的時候它要能夠跟電網(wǎng)的電壓進行很好的協(xié)調(diào)，它會切到電流源模式。它有兩套控制環(huán)路，一個是PH的方式切換到VF方式，切換的時候它會出現(xiàn)調(diào)節(jié)器的飽和或者參數(shù)的跳變，最后的結(jié)果就是出現(xiàn)供電的中斷。
這里就出現(xiàn)了幾種狀況，一個是電流源的飽和帶來的問題，再一個是在切換的過程中一些圖片，電壓跌落還有重新建立的過程。
還有一個就是在切換的過程中它面臨著預(yù)同步的問題。
這是它的另外一個工作方式，在接入電網(wǎng)然后切到離網(wǎng)的過程中會出現(xiàn)的問題，同樣的一個問題，在切換的過程中它面臨著要把電壓源先關(guān)掉再開啟電流源的過程，關(guān)閉這個環(huán)路需要時間，再開啟一個新的環(huán)路也需要時間，這是最常見的方式。
用戶側(cè)用這個方式用戶體驗并不是很好，他覺得在使用過程中出現(xiàn)斷電的話不是他們希望的效果。
針對這個問題我們提出了在實踐中效果比較好的一種方式，就是在用戶側(cè)儲能的時候，PCS在并網(wǎng)包括離網(wǎng)兩種工作模式的時候，都工作在電壓源方式，通過這種方式，電網(wǎng)這邊是一個電壓源，PCS本身也是一個電壓源，做到電網(wǎng)如果出現(xiàn)中斷的話，PCS的電壓源能夠有效的支撐顧客的用電。在這里它用到了幾個技術(shù)點，一個是下垂控制，它通過下垂控制能夠把PCS模擬成電網(wǎng)特性的電壓源，比較容易處理并網(wǎng)跟離網(wǎng)的過程。
為了避免在離并網(wǎng)切換的過程中，電網(wǎng)頻率比較大的跳變，頻率的跳變會帶來一些控制上的問題，我們在上面做了家用的斷量（音），這么一個系統(tǒng)容積（音37：29）的方式。通過這種方式的實施，基本上能夠解決掉并網(wǎng)到離網(wǎng)中間供電的電壓的中斷的問題，在這里面實際使用的時候還存在一個問題，在離網(wǎng)方式的時候兩個獨立的電壓源相位還有頻率會產(chǎn)生不一致，從離網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)的過程中要做一個小的處理，就是預(yù)同步。在這塊的做法，在離網(wǎng)轉(zhuǎn)并網(wǎng)的時候做一個首相，然后再進行離網(wǎng)到并網(wǎng)的操作，這是采用的預(yù)同步的控制。
最后做完，這個是在廣東江門一個項目使用的效果，做完之后實際在使用過程中，這套系統(tǒng)使用了有半年多，效果是比較好的。用戶在使用過程中他是給整個辦公樓來供電的，平時用電網(wǎng)供電，同說做削峰填谷，再一個是應(yīng)急電源，這個系統(tǒng)承擔(dān)兩個功能，平時由EMS實現(xiàn)充放電，削峰填谷。掉電的時候他就會有效的把它切過去。
在解決這個問題的時候，永聯(lián)設(shè)計了幾個比較關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)備，這是整套的帶離并網(wǎng)無縫切換的PCS系統(tǒng)。首先PCS在這種應(yīng)用場合的時候有個特征，它本身能夠通過電壓源并網(wǎng)的方式來控制，可以做到零毫秒的切換，我們就解決了切換過程中間斷的問題。在實際使用的時候還有一個問題就是多級并聯(lián)，當離網(wǎng)運行的時候，構(gòu)成一個微電網(wǎng)的時候，多級并聯(lián)存在環(huán)流問題，再一個是功率的分配，一個是動態(tài)的均衡還有暫態(tài)的均衡，同樣也是利用下級控制以及其他的控制算法來解決掉并聯(lián)的問題。
在實際應(yīng)用中還面臨一個問題，在廠區(qū)使用的時候，用戶的負載不是總是平衡的，它會出現(xiàn)三相不平衡的問題，所以在切換的過程中要能夠有效的處理這種三相不平衡。同時在穩(wěn)態(tài)的時候設(shè)備也要能夠?qū)Σ黄胶庳撦d進行穩(wěn)定的供電。
跟它配套的還有一個并離網(wǎng)切換柜，為了實現(xiàn)并離網(wǎng)切換，儲能系統(tǒng)跟用UPS系統(tǒng)其實有個比較大的區(qū)別，UPS系統(tǒng)在實現(xiàn)不間斷供電的時候，UPS本身是串聯(lián)在電網(wǎng)跟負載之間，是一個串聯(lián)的關(guān)系。所以說它本身的切換是比較好做的，但是UPS的缺點是它串在里面一直有個損耗存在。儲能系統(tǒng)在不間斷供電的時候，它是兩個電壓源并聯(lián)供電的方式，不存在損耗，但是它有個缺點，當電網(wǎng)這邊如果出現(xiàn)了斷電的時候，原來掛在電網(wǎng)上的負載會要求由PCS來供電，這個時候如果不能有效的把這個電網(wǎng)上其他的負荷給切斷的話，就會拉垮整個PCS的電壓源，最終導(dǎo)致這個切換失敗。
所以在這里我們就設(shè)計了一個并離網(wǎng)切換柜，采用半導(dǎo)體器件，用的是SCI，可以做到十個毫秒完成電網(wǎng)的斷開。同時在這個系統(tǒng)里面，因為我們應(yīng)用的有個場景，用戶側(cè)的負載帶著變壓器，在變壓器頭切的瞬間可以產(chǎn)生一個比較大的力磁（音）涌流，這個力磁（音）涌流往往是核定電流的五倍六倍甚至到七八倍都有，這個沖擊如果是在離網(wǎng)的情況下去頭切變壓器，就會導(dǎo)致過載保護系統(tǒng)，開機開不起來。在這里面我們做了一些控制策略，有效的抑制變壓器的力磁涌流，使切換的過程中沖擊力量比較小。這是相應(yīng)配套的EMS。
這個是直流的，我們有幾個項目用到了這種無縫技術(shù)，一個是在安徽宣城的，還有江門這個項目它就當做一個替代UPS的應(yīng)用場景。
還有一些其他的應(yīng)用。
簡單介紹一下永聯(lián)科技，永聯(lián)科技從2007年成立開始一直做新能源電力電池設(shè)備，主要產(chǎn)品有全系列充電樁解決方案，全系列的儲能解決方案，我們在深圳有30幾個充電站，一年提供1.3億度電的充電服務(wù)。我們正在加快儲能的研發(fā)，在用戶側(cè)的儲能方面已經(jīng)取得了很好的效果，特別在離并網(wǎng)這塊，當一級電源使用的話，我們的產(chǎn)品在使用的時候，性能非常好，比UPS更省電，穩(wěn)定性、可靠性更高。
我今天主要講的就是這些，謝謝大家。
（本文根據(jù)會議錄音整理，未經(jīng)演講人本人審核）
