中國儲能網(wǎng)訊：2017年4月24-26日，第七屆中國國際儲能大會在蘇州香格里拉酒店圓滿召開，來自中、美、英、德、澳、日、韓等國超過1400位嘉賓到場參會。大會共邀請140余位行業(yè)專家與企業(yè)代表，圍繞產(chǎn)業(yè)熱點話題，發(fā)表了一系列精彩演講，中國儲能網(wǎng)將向讀者傳遞本次大會最具價值的聲音。
大會期間，廈門科華恒盛股份有限公司新能源技術(shù)總監(jiān)曾春保在“儲能電站暨微電網(wǎng)專場”，以《基于總線架構(gòu)大功率儲能并機關(guān)鍵技術(shù)分析》為題發(fā)表演講，現(xiàn)將演講主要內(nèi)容發(fā)布，以饗讀者。
廈門科華恒盛股份有限公司新能源技術(shù)總監(jiān)曾春保
曾春保：大家上午好，今天我要給大家一起分享的就是在儲能當(dāng)中的很重要一塊，就是PCS。前面很多專家有提到電池還有系統(tǒng)，其實在系統(tǒng)里面很關(guān)鍵的一個就是PCS的作用。前面很多專家也都有介紹過微電網(wǎng)，它就是由分布式電源、儲能裝置、能量轉(zhuǎn)換裝置、負荷、監(jiān)控和保護裝置等組成的小型發(fā)配電系統(tǒng)。它的特點就是能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護和管理自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運行，也可以孤立運行。微電網(wǎng)這一塊的應(yīng)用主要是在我們新能源的滲透率、可再生能源平滑、削峰填谷等方面的應(yīng)用。其實儲能這一塊在微電網(wǎng)這塊的作用，大家都比較清楚，PCS這邊是我們的發(fā)電系統(tǒng)，其實PCS作為儲能當(dāng)中的話，我們在構(gòu)建大系統(tǒng)的時候幾十兆瓦可能對電池來說是比較獨立的，但是對PCS來說，我們可以看到它是一堆并聯(lián)在一起，所以PCS在這里面的環(huán)節(jié)是非常關(guān)鍵的，真正對這個系統(tǒng)當(dāng)中所控制的，包括我們說的各種的備用電源什么的，這些功能都離不開PCS，儲能這一塊PCS是非常重要的環(huán)節(jié)。
在大功率的微電網(wǎng)應(yīng)用場合單臺的儲能變流器不能滿足功率需要，這時就需要采用儲能并機技術(shù)，將多臺儲能變流器交流輸出端并聯(lián)后接入微電網(wǎng)。前面很多專家也介紹到用虛擬同步發(fā)電機或者是下垂。CAN總線的話可能我們同行也用的比較多，但是它在傳輸距離上是有限制的。PCI總線的優(yōu)點就是性能比較優(yōu)良，支持總線珠孔方式和同步操作，靈活性比較好，兼容性也很好。它的缺點就是不能熱插拔，總線負載較少，不能超過7個，采用共享總線機制會出現(xiàn)總線競爭問題。以太網(wǎng)的話優(yōu)點就是速度快、同步性好、接線靈活，缺點是比較貴。所以在PCS這邊一個是涉及到能量的雙向，另外就是充放電的管理也比較復(fù)雜。多臺PCS并聯(lián)的時候我們要考慮電池容量，基本上這邊會有一些對我們電池SOC進行相關(guān)的策略的規(guī)定，還有一些相關(guān)功率的限制，還有正常充放電的功率范圍。
我們知道這個并機的話跟原來的差別很大，就是我們多臺并機的時候其實跟我們電池的那些特性是有很大關(guān)系的，不同的機器假設(shè)10臺或者20臺在并的時候，可能20臺不可能同時都放一樣的電流，或者是充一樣的電流。我們在同時充電的時候?qū)?yīng)的那個對等電流的充電策略跟不頭電流充電策略的時候有不同的系數(shù)，我們通過每一臺自己的系數(shù)來控制自己的功率，進一步的反饋到我們的電壓環(huán)。第二個是同時放電，我們知道做PCS的話同時放電也不可能像UBS一樣均流，因為有些電池可能充得比較滿就充不進去了，有些電池可能充得不滿還可以繼續(xù)充。放電也是一昂的，放的程度不一樣的時候不可能處于同時的放電功率，所以我們的環(huán)路也是有不一樣的系數(shù)，根據(jù)這個反饋來控制我們不同電池充放電時候的策略。還有第三種，在并機的時候出現(xiàn)了這么多臺，大家肯定會有疑問，就是環(huán)流，就是所謂的一臺充一臺放，這種我們理解是環(huán)流的一個現(xiàn)象。環(huán)流的話我們又有兩部分的組成，一部分是我們的低頻環(huán)流，就是一臺充或者一臺放，或者是一臺的能量流到另外一臺去了，我們在測試的過程當(dāng)中如果控制不好的話都會有這種現(xiàn)象。因為我們這邊做大功率的UBS的話其實已經(jīng)有很多的解決方案了，不會出現(xiàn)這種情況。還有就是高頻環(huán)流，就是兩臺PCS或者是多臺PCS低壓側(cè)并聯(lián)的時候，我們也有對應(yīng)的策略。所以說部分充部分放的話，我們這邊就是控制到它沒有這種現(xiàn)象發(fā)生。
根據(jù)上面的分析，我們在做大系統(tǒng)的并機的時候有做了一些測試，這個模型是500千瓦PCS的一個并機，我們從開始4臺并到后面的8臺，從這邊可以看到動態(tài)的一個均流，我們這個模型只展示了后面幾臺。所以這里看的話，動態(tài)均流效果也是非常好的。我們目前測試到8臺，后面我們拿了50K的機器，我們做了40臺，這種特性基本上是沒有大的變化的。我們做了40臺是用50K的機器做的。其實作為電源并機的話，作為后備電源它帶載其實沒有那么簡單，作為負載的話這邊的特性也是要關(guān)注的，我們這邊也是同樣做這邊輸出的一個測試。所以從波形上看的話基本上均流度都是非常高的，它的動態(tài)和特性基本上滿足UBS的標準。這邊是并機的一個介紹，記下來對系統(tǒng)解決方案的介紹是五大部分，在電力調(diào)峰調(diào)頻這邊可能昨天也有很多專家有講一些系統(tǒng)方面的東西。但是PCS這邊的話要求也是不一樣的，系統(tǒng)的應(yīng)用的話這邊做PCS的話基本上都是以提高電網(wǎng)的頻率跟浮值，還有調(diào)頻調(diào)峰的響應(yīng)。方案的話就是具備動態(tài)的響應(yīng)，還有系統(tǒng)的控制、電量的轉(zhuǎn)換倍率等要求。在棄風(fēng)棄光的話可能相對會簡單一點，做PCS的話以并網(wǎng)為主，基本上是解決可再生能源的能量存儲，還有平滑它的出力，提高一些規(guī)劃性。在方案這邊的話，主要考慮的就是經(jīng)濟性，還有我們在原有的一些設(shè)計接入的可能性，第三個就通信方面的一個要求。
在多能互補里面，前面專家也都有介紹到各種能源。對于大型的綜合能源，多能互補項目儲能當(dāng)中非常重要的一個環(huán)節(jié)，就是整個系統(tǒng)的控制。怎么樣把這些各個系統(tǒng)里面進行協(xié)調(diào)的控制？工商業(yè)儲能的話其實也不是很復(fù)雜，重點也在PCS這邊。這個系統(tǒng)我們從大系統(tǒng)開始組成，有發(fā)電子系統(tǒng)、調(diào)動、電控、網(wǎng)關(guān)還有儲能系統(tǒng)，還有集中到管理。分級的話，結(jié)構(gòu)是有主微電網(wǎng)和子微電網(wǎng)，子微電網(wǎng)這邊對應(yīng)著不同的負載和不同的應(yīng)用場合來進行一個分級。從大的里面，儲能這個系統(tǒng)進一步的組成，有監(jiān)控、網(wǎng)管還有調(diào)度、BMS、EMS能量管理，這里面又分為儲能系統(tǒng)的各個子系統(tǒng)。
第四部分講一下我們的一些大的應(yīng)用，因為海外的儲能這塊其實用的比較多的，這部分是我們?nèi)ツ暌荒戤?dāng)中發(fā)貨了400多臺，這個能級是可以直接紡到戶外的。海外的一個比較大的項目就是我們在海外的一個離網(wǎng)的項目，這個項目為各個村里面供電，這個去年一年就差不多配套了200多套的離網(wǎng)。這里除了組件不是我們自己的，其他的都是我們這邊統(tǒng)一設(shè)計跟提供的。這邊主要是偏離網(wǎng)為主，這個項目主要是給無電地區(qū)的供電。第三部分是跟電池廠家的一些配套，第四塊是我們的光儲充，這在深圳的一個公交站有應(yīng)用。部分還有一些整體解決方案，就是說我們除了電池不自己做以外，整個系統(tǒng)到整個監(jiān)控包括能量的管理是完成的一個解決方案的提供。
最后花一分鐘時間介紹一下我們整個布局：儲能是科華恒盛的組成部分，整個遠景是打造生態(tài)型的能源互聯(lián)網(wǎng)，新能源主要是涉及到能源的交易和服務(wù)，還有金融?；谖覀兊娜髽I(yè)務(wù)板塊，我們創(chuàng)新的一個業(yè)務(wù)模式就是公司的“一體兩翼”的策略。我們這邊進行了差異化的戰(zhàn)略，我們基本上除了聚焦傳統(tǒng)的金融、工業(yè)、教育體系以外，我們在軍工、核電、軌道交通等差異化的布局，在核電方面是國內(nèi)唯一一家核島級UBS的供應(yīng)商。新能源涉及到我們早期的光伏到儲能，包括充電樁，其實這兩塊能源基礎(chǔ)跟新能源，這些都離不開我們的云數(shù)據(jù)，其實云基礎(chǔ)服務(wù)上面都進行了大量的布局。因為不單單是做數(shù)據(jù)中心，我們做整個云服務(wù)，為阿里、騰訊、百度等做整個數(shù)據(jù)的安全跟服務(wù)的支撐。所以基于能源基礎(chǔ)，我們在新能源跟云服務(wù)上面做出科華的一個差異化布局。
我的演講就到這里，謝謝。
作者簡介：
曾春保，廈門科華恒盛股份有限公司新能源技術(shù)總監(jiān)，主要從事電力電子變流技術(shù)，新能源發(fā)電，儲能微網(wǎng)技術(shù)的研究工作及產(chǎn)品開發(fā)。
（本文根據(jù)現(xiàn)場錄音整理，未經(jīng)本人審核）
