中國儲能網(wǎng)訊：4月24-26日，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會主辦的第九屆中國國際儲能大會在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月26日上午的“能源互聯(lián)網(wǎng)與多能互補(bǔ)”專場，科華恒盛股份有限公司技術(shù)總監(jiān)曾春保在會上分享了主題報告《能源互聯(lián)網(wǎng)中光儲關(guān)鍵技術(shù)與解決方案探討》，以下為演講實錄：
曾春保：各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家，大家上午好！我在這里代表科華恒盛做《能源互聯(lián)網(wǎng)當(dāng)中光儲探討和解決方案》的專題報告。主要從這么幾個方面來跟大家探討。第一部分是對于光儲系統(tǒng)的業(yè)務(wù)生態(tài)的理解。最右邊那個圖是一個我們的綜合能流圖。光伏有分布式的，包括一些大型的電站，通過一些變電站，最終到我們的需求側(cè)，也就是負(fù)荷，負(fù)荷的話包括了電動汽車充電、數(shù)據(jù)中心等等，這些綜合的一個能流，那其中我們把它轉(zhuǎn)換成我們的一個應(yīng)用場景。那應(yīng)用場景的話，科華恒盛這邊的理解就是把發(fā)電、配電轉(zhuǎn)到具體的應(yīng)用領(lǐng)域，包括工業(yè)、金融、軌道交通等場合。這邊的話今天主要講光儲，那光伏是整個多能源里面重要的能源的來源。
然后要形成一個整個的大數(shù)據(jù)的分析，包括我們能量的平衡，就是其中的一個非常重要的紐帶。上一頁主要是針對我們需求側(cè)的一個光儲的結(jié)合，那這部分結(jié)合儲能的話主要在發(fā)電側(cè)，就是我們的棄風(fēng)棄光這一塊，我們可以看到2018年棄風(fēng)率統(tǒng)計的情況達(dá)到16.2億。包括新疆、甘肅、陜西、寧夏、青海這幾個地方都有相關(guān)的數(shù)據(jù)。
那同時新增的光伏發(fā)電棄光率的話也是達(dá)到8點多，從這五個省也是新疆、甘肅、陜西、甘肅、青海、寧夏這幾個地方占比比較大的。正是因為有了這個棄風(fēng)棄光跟儲能又可以有很多關(guān)聯(lián)，這是在發(fā)電側(cè)的一個生態(tài)。因為棄風(fēng)棄光之后，包括我們的一個考核也有一些新的政策，從《發(fā)電廠并網(wǎng)運行管理實施細(xì)則》 《并網(wǎng)發(fā)電廠輔助服務(wù)管理實施細(xì)則》可以看到，風(fēng)電廠、光電廠都有對應(yīng)的預(yù)測的上傳比例的要求，要達(dá)到95%。而且沒有達(dá)標(biāo)的話也有相關(guān)的處罰的考核。
那同時這個風(fēng)電廠跟光伏廠在向電力調(diào)度機(jī)構(gòu)報送的曲線上面也有對應(yīng)的指標(biāo)要求，風(fēng)電廠不能超過25%，光伏不能超過20%，沒有達(dá)標(biāo)也有對應(yīng)的考核。這個是日工率的一個預(yù)測，那還有一個第三部分是超短期的功率預(yù)測也是平均數(shù)準(zhǔn)確率不能小于75%，那意味著新能源光、風(fēng)跟儲能又有新的一個業(yè)務(wù)模式，有這些考核的話，對我們的儲能其實在這個新能源發(fā)電里面很好的一個機(jī)會。
那第二部分關(guān)于光儲系統(tǒng)里面主要的關(guān)鍵技術(shù)跟方案，可能前面兩天也有很多專家對這個整個系統(tǒng)有很多的介紹，這個圖大家看的話可能也是比較清楚。這兩個通過交流母線耦合的，他們互相也是相對比較獨立的。那這種的話，它的應(yīng)用比較靈活，對我們未來的電力輔助服務(wù)需求來說，它可以做到容量比較大，而且對我們的光伏儲能可以對電網(wǎng)在交流側(cè)的并網(wǎng)服務(wù)，可以做出自己的特點。那針對這個交流母線的話，它的一個關(guān)鍵技術(shù)其實這邊強(qiáng)調(diào)了一個VSG技術(shù)，這是第一部分。這個技術(shù)的話不是純粹用到儲能上面，那同時也是用到我們的光伏上面，離網(wǎng)微網(wǎng)的時候，這兩部分同時具備發(fā)電機(jī)的技術(shù)。這個技術(shù)的話，我們可以看到前面這個拓?fù)鋱D跟流程圖，我們跟傳統(tǒng)的模擬同步發(fā)電機(jī)的時候，除了我們的一個原來所謂下垂特性以外，同時也加入了對應(yīng)的環(huán)節(jié)來形成我們整個的系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
那這個在后面會有對應(yīng)的案例對這個應(yīng)用技術(shù)的一個確認(rèn)，所以這個在光儲系統(tǒng)里面光伏跟儲能同時具備的這個技術(shù)的話，其實對我們所謂的能量管理EMS那一塊的依賴比較小。因為它可以自身形成一個平衡一個動態(tài)。
第二部分的話交流母線的話要做微網(wǎng)，并網(wǎng)，離網(wǎng)有一部分涉及到切換，切換的話也是同樣的，從離網(wǎng)切到并網(wǎng)的控制，那怎么樣一個控制？其中一部分是一個相位同步，然后在離網(wǎng)的時候，如果并網(wǎng)有來電的話，首先要進(jìn)行同步，同步完了之后跟圖紙同步，有一個系統(tǒng)的檢測還有切換開關(guān)，這樣的話可以達(dá)到我們的從電壓源切到電壓源整個模式的切換最后轉(zhuǎn)到并網(wǎng)。
離網(wǎng)切并網(wǎng)應(yīng)該相對來說比較簡單的，因為你電網(wǎng)有了以后做相關(guān)的檢測對應(yīng)的相關(guān)的切換，那一部分還有這種并網(wǎng)切到離網(wǎng)，這一塊的話也是很多企業(yè)也有在做一些研究。那這個切換的過程當(dāng)中有涉及到斷電，怎么樣做到不斷電或者做到所謂的零切換，這個對系統(tǒng)來說也是非常關(guān)鍵的要求，會有一個對應(yīng)的檢測。做到不斷電的話，對于整個時序進(jìn)行判斷，有一個比較快的切換開關(guān)，不是在外部的是程序內(nèi)部的所謂的邏輯，這個示意圖的話是在我們這個控制管理內(nèi)的一個切換。
那這邊有對應(yīng)的電壓跟電流，并網(wǎng)跟離網(wǎng)下面的不同的切換，可以從并網(wǎng)渠道離網(wǎng)實現(xiàn)的。第三部分前天包括昨天也有很多人提到黑啟動，帶著電壓器帶著其他的設(shè)備直接從零電壓開始啟動起來。其實在虛擬同步發(fā)電機(jī)的時候，不是所有的機(jī)器并在一起，所有都是從零開始起的，都是同時啟動。在做的時候也會根據(jù)我們的邏輯，對一整批的PCS有優(yōu)先順序的下發(fā)指令。要建立從0開始，每臺都是從0開始的，不同步的話也有一些問題的，起到一定階段的時候，所有的設(shè)備再按照順序全部提起來。用VSG技術(shù)的話也有一些對應(yīng)的上下電的包括啟動的要求。
那最后一個交流母線還有關(guān)鍵技術(shù)就是我們的一個并聯(lián)，不管是VSG機(jī)還是我們的電壓源電流源整個并聯(lián)，那其實我們可以看到，臺數(shù)越多的話，并在一起，可以看到等效的電壓源，右邊那個圖的話，可以看到不同的數(shù)量從第一臺只有一臺到后面的幾十臺甚至兩百臺的時候，它的那個對應(yīng)的技術(shù)對電網(wǎng)的整個接入的斜正點不一樣，而且隨著并聯(lián)數(shù)量的增多，我們的效益度都是變小的，穩(wěn)定性變差的。這里面不管是電壓源還是電流源的并聯(lián)，對整個系統(tǒng)運行的話，在整個并網(wǎng)或者離網(wǎng)下面它的數(shù)據(jù)也是提出了需求，提高整個效率有比較大的要求。
第二部分其實大家看這個也是會比較簡單，就是直流母線，它的應(yīng)用特點可以看到儲能跟光伏是通過直流的一個偶合，然后并到我們的電網(wǎng)，那這種的話，它的特點就是可以跟前面的交流母線省掉了變壓器跟相關(guān)的，但是這種應(yīng)用的話也有一些限制，每個直流端不去配對應(yīng)的儲能會比較分散的，這種也有應(yīng)用的需求，成本比較低。
那直流母線有哪些點，我們做了這么多產(chǎn)品化的話，在調(diào)試包括實驗下來，也做了小結(jié)：第一是直流下垂，剛剛前面的話大家可能對交流的下垂或者叫做虛擬發(fā)電機(jī)比較熟悉但是直流的話這個下垂大家聽得比較少一點，因為直流這個儲能也是一樣的，直流它也是比較多的機(jī)器，不是說只有一臺，保證每一臺的功率一樣的。這種對控制上面就要去做對應(yīng)的功率的平衡，也是提出了只有一個下垂的技術(shù)可以看到從右邊那個圖，它的一個控制曲線。對應(yīng)的電壓我們再假設(shè)功率是0，隨著功率的變化會調(diào)整母線，通過母線的變化來有對應(yīng)功率，從而達(dá)到整個功率的均衡。
第二是切換，跟離并網(wǎng)切換一樣，交流系統(tǒng)的當(dāng)中涉及到離變換切換，直流其實也有，只不過是一個直流系統(tǒng)，這個在后面有對應(yīng)的案例跟大家分享。這個也可以有直流無縫，重新形成一個電壓環(huán)，轉(zhuǎn)換成一個模式，最終形成獨立的直流母線。所以這里面也涉及到一個切換跟控制。
第三點是因為交流的話，大家可能是看著比較多的，直流的話這邊有幾個解決方案，跟大家做一個交流。那第一個解決方案是我們這一套系統(tǒng)，這個看起來比較直觀，這是對原有的電站（前面講到的棄風(fēng)棄光電站）里面增加儲能，這個儲能怎么接入，對應(yīng)的工作模式有哪些，有哪些特點？我們這樣接進(jìn)去的話，原有的電站里面這個不能動，原來只能并網(wǎng)，不能雙向，這樣接入的話，我們的工作模式只有MPPT模式，它的設(shè)備不能動，也是建好的。我們新加了一個儲能的話，雙向的DC/DC的話可以工作在恒功率模式，有那個DC/AC做直流母線的控制，這個是對原有電站的改造的模式。
那第二個方案的話，可以看到就是對新建電站。那新建電站的話，我們可以看到這個接法跟剛剛那個好像一樣的，但是我們的DC/AC是做到MPPT模式的，可以做雙向的一個能量的流動，原有電站只能是單向電網(wǎng)的，這種模式的話可以看到DCDC它的工作模式可以做成MPPT的工作，由它來做。那這種的話可以并網(wǎng)也可以離網(wǎng)，也可以做功率的輸出，包括對光伏波動的一個穩(wěn)定。第三種模式大家可以看到接閥又變了把DC/DC釋放給光伏了，這樣的話整個的能量控制。這種接閥的話，對電池管理相對復(fù)雜一點。
那這三個方案的一個比較，就是方案123，對應(yīng)的工作模式還有我們的母線的控制，包括離并網(wǎng)，包括適用的范圍都有對應(yīng)的一些特點，可以用不同的解決方案。第三部分針對上面的應(yīng)用案例來給大家做一個分享。
這個是在海外的兆瓦級的智慧的光儲系統(tǒng)，大家可以看到這么一套系統(tǒng)里面，原來建了電站的，原來做電站的時候儲能的配置，右邊四個的話是新建的電站也有分兩套不同的配置，一個是電池直掛PCS，然后就是光伏接雙向的DC/DC，右邊那兩個是光伏直掛，電池通過雙向DC/DC進(jìn)行一個雙向的變換。右邊那兩個的話，原來所謂的PCS又是雙向的，又是具備MPPT功能的，稱為混合的PCS的。所以這個系統(tǒng)也是投運的半年多的，也是在做一個對比。這是我們直流母線的光儲充的方案，在珠海那邊的應(yīng)用，在整個直流母線有兩個站一個能量的交換，這邊的話主要在正負(fù)375伏的系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)設(shè)備的應(yīng)用，從光伏直流雙向的DC/DC，直流充電裝，全部基于這個母線的，那這邊的話就是提到剛剛上面講到的對應(yīng)的直流掉電的時候形成獨立的直流母線，還有自己的能量。
第三個是科華恒盛海外的光儲，這個的話用到前面提到光伏儲能包括柴油發(fā)電機(jī)并網(wǎng)的時候它的工作模式，還有在離網(wǎng)的時候他們的一個工作模式，可以同時跟柴油發(fā)電機(jī)并聯(lián)，都具有了發(fā)電機(jī)特性。在這種系統(tǒng)的復(fù)雜情況下，盡量少依賴能夠管理，在動態(tài)的時候，可以自己的能量平衡。這是一個合作的風(fēng)光儲的示范案例，一個整體的應(yīng)用。
這是電網(wǎng)側(cè)的儲能，河南電網(wǎng)100MW儲能項目，目前已經(jīng)投運了。這邊是甘肅720MWh網(wǎng)域大規(guī)模儲能系統(tǒng)項目，這邊的PCS也是必須具備前面說到的功能，所有的功能可以實現(xiàn)并級。這是湖南電網(wǎng)長沙一期60MW儲能項目，這種也是要具備相關(guān)的電網(wǎng)側(cè)的調(diào)度。還有這邊是一個明陽大慶風(fēng)電廠風(fēng)電側(cè)的儲能應(yīng)用，也是在零下35度極寒天氣的應(yīng)用。
那第四部分是對科華在光儲產(chǎn)品還有方案上面的簡單的介紹，解決方案里面有一個服務(wù)，包括離網(wǎng)微網(wǎng)服務(wù)以及大型的電站跟分布式的發(fā)電應(yīng)用，離網(wǎng)的解決方案涉及到雙向的控制器還有低壓的384V的控制器，包括對應(yīng)的逆變器，從10-600K的功率，針對離網(wǎng)的。上面是并網(wǎng)跟離并網(wǎng)都可以的PCS跟雙向的也都已經(jīng)在現(xiàn)場適用了。防逆流控制器、EMS能量管理系統(tǒng)，這是相關(guān)的配套產(chǎn)品。這個從1000V到1500V的電壓等級，功率的話覆蓋500-1700kW ，集裝箱式的話1兆瓦到1.7兆瓦的。包括對應(yīng)的話那個是1000V跟1500V的控制器。
然后組串從單相到三相中壓1100V的，40kW-80kW，包括對應(yīng)的 125kW-160kW，1500V系統(tǒng)。然后就是對應(yīng)的配套的通信柜，監(jiān)控包括物流箱。我的演講完畢，謝謝大家！
