中國儲能網訊：4月24-26日，由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應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25日上午的“微電網與儲能”專場，新風光電子科技股份有限公司副總經理、電能質量事業(yè)部總經理張長元在會上分享了主題報告《儲能技術在不同領域的應用》，以下為演講實錄：
張長元：各位專家，各位同仁，上午好！今天我演講的題目是儲能技術在不同領域的應用，剛剛主持人也介紹了，儲能在各個行業(yè)的應用包括很多場景，從昨天到今天上午大家的報告當中，對儲能就進行了很多的闡述。我的報告分為四個部分，一是儲能行業(yè)現狀簡單說一下，因為大家已經講的非常多了，二是PCS能量轉換系統(tǒng)，還有一些案例分析，最后做一下公司的簡介。
目前的現狀呢，剛剛趙總講到了這個儲能是未來傳統(tǒng)能源的心臟，我們其實改變了電力行業(yè)中電能只能傳輸不能儲存的歷史，儲能這幾年的發(fā)展圍繞這個使命來進行的，目前來講所謂的擴容是非常難的，還有電網實現功率平衡也非常難，如果是儲能大量的應用之后，這一部分肯定會有很好的解決，再一個就是大規(guī)模的新能源的接入，這種波動性對電網帶來不確定性也是大家必須要面臨的問題。一個問題就是充電樁的沖擊，剛剛楊總也講到了充電樁的沖擊，這些都是儲能可以解決的。
儲能系統(tǒng)在各個環(huán)節(jié)的作用呢，主要是發(fā)電側、輸電側、配電側和用電側，還有從網、荷、源這些方面的應用，一帶而過，時間上面有點緊張。
目前的儲能形式，大家談的也比較多，化學儲能、電化學儲能、機械儲能，這里面放了一些電磁儲能，超導儲能也是未來需要探索的，電化學儲能是現在用得比較多的，抽水蓄能也是比較多的，未來真正可以解決這些問題的到底方向在哪里？需要業(yè)內的同行們來探索。這是一個電化學儲能的下降還有電池壽命的提升的過程，儲能的瓶頸問題業(yè)內都認識到了就是電池在整個系統(tǒng)中占比是非常大的，可以占到80%多，所以說儲能的商業(yè)化應用，還有盈利平衡點到底在什么位置，電池起到了非常大的決定性的作用。
我這幅圖針對超級電容還有鋰電池它的14個指標做了一個分析，我們可以看到的就是超級電容藍色的那個在八九個點上面得分比較高的，鋰電池雖然在自放電、還有實用性和能量密度上面都有比較好的評分，但是有幾個安全性的問題，它的得分并不高。根據我們電站的作用不同選擇不同的儲能介質，在整個儲能建設過程當中需要考慮的問題，是電能容量的要求，還是快速響應儲能容量的要求，選擇的介質是完全不一樣的。在這里說了一個電解電容它的充電能力還有充放電率做了一個比較，還有就是鋰電池在這里面從它的循環(huán)性，適用領域做了一個對比。所以現在來看的話，大家選擇比較多的就是碳酸鋰電池，還有硫酸鋰電池，在做儲能的時候，它在選擇的時候，成本有的時候會考慮的比較多。
另外一個，就是政策性的，昨天上午很多專家都講了，這里不再講了，行業(yè)的主要任務就是降低電池的成本，從降低電池的成本來降低整個儲能系統(tǒng)成本。
PCS系統(tǒng)的主流技術的現狀，這個是1988年在加州搞的一個儲能電站，它主要的作用就是當時是為了這個系統(tǒng)的熱備用還有負荷的平衡還有電能質量的控制，多重化的一個，這個開關頻率很低，為了改變輸出波形加了一些濾波，當時的技術不是特別成熟，用的這種開關頻率比較低的GTO管子，只有幾百赫茲，輸出的波形不太好。低壓并聯匯集升壓方案是大家比較熟悉的一種方式，現在應用也是非常多的一種方式。低壓并聯的方式在現在來講選擇這種方式的主要的原因：一是電池本身的電壓等級在這里，二是電壓本身的變流器的技術比較成熟。但是在并聯過程當中有幾個問題，第一個就是單級的容量不可能做的特別大，為了采用大容量的就是多極并聯，這些問題在現實當中已經碰到了，還有一個就是在輸出過程當中，為了改善它的輸出波形還有質量，一般采用LCL，或者LC這種濾波方式，形成了一個高接系統(tǒng)，這個系統(tǒng)出現會對諧波的進行放大，這些問題其實是不容忽視的，一旦出現諧波之后，大量的發(fā)熱，導致系統(tǒng)崩潰甚至產生火災。
另外一個，就是低壓的兩種方式，一個就是單級的，還有一個就是兩級的。單級的就是相對效率比較高，它的輸出一般加LCL濾波，后面往往會再加一個升壓變壓器。再一個就是現在的一些廠家都在推的三電平，這個三電平有一個好處，就是它的輸出波形更趨近于正形波。下面這個是帶一個斬波的，后面是超級電容的拓撲結構，這個是現在用在軌道交通行業(yè)的，用超級電容的拓撲圖。整個的系統(tǒng)構成大致也就是這么幾種拓撲，第一個就是單級串聯的PCS，還有DCDC在前面并聯，做一個大的這種DCDC的變化，再一個就是這種單級直接并聯，后面這個是DCAC級，然后再串聯最后再并聯，大致這么幾種方案，目前來講主流方案就是這幾種，但是這里面剛剛提到的多極協(xié)調的控制有難度，通訊構架比較復雜，多極并聯容易形成環(huán)流和光伏逆變器不一樣的，從電池版到這個系統(tǒng)。我們這個是雙向的，從電池的充放電的過程，所以說控制不好的話很容易產生環(huán)流，還有會發(fā)生一些關聯偶合，這種控制還是比較復雜的。
還有一種調頻的要求，小容量的電站在系統(tǒng)當中的作用，其實并沒有發(fā)揮出來它非常強勁的作用，所以說大容量的這種PCS還有儲能電量的建設是未來的趨勢，往大功率做那電壓等級勢必會往上升，再用這種并聯的話并的數量非常多，基于MMC的方式，這種方式其實有一個公共母線，直流母線，就是說最上面這個還有最下面的VDC，在直流的儲能系統(tǒng)里面是非常適用的，但是交流里面應用起來就是并不那么合適，但是現在做的直流電網又沒有這么多。所以說這種方式它有它的優(yōu)勢，但是現在并不是最合適的一種方式。
接下來就是這種H橋級聯式的，是從最早的高壓變頻器演變而來，有一個廠家介紹了這種PCS，他有幾個優(yōu)點，第一個在每個功率單元，都有一個單獨的直流母線這個電壓在1000V左右，正好適用于現在電池的串并聯，達到這個電壓很容易的。第二個就是這種H橋級聯過程當中某一級過程當中可以旁路掉，這種也可以提高系統(tǒng)穩(wěn)定性還有系統(tǒng)的適應性，還有35V接入電網的，可以很容易的把整機的功率做的非常大，所以說這個給未來系統(tǒng)調頻帶來了很大的便利，雖然這個系統(tǒng)只能用于交流系統(tǒng)，但是目前來講是最好的一種方案。容量越大它的優(yōu)勢越明顯，從這個方式往PCS轉變只需要在母線上面掛上我們的電池組就可以的，當然這個里面母線加上一些濾波，在整個輸出過程當中，它的母線有一個二倍頻紋波，為了提升電池利用效率會串一個電抗，這樣的話就是可以很方便的在我們的既有的成熟的設備上擴展一個電池模組，就可以實現了。下面這個就是又有人提出了一種中間加隔離的方式，但是這種隔離器的方式就是系統(tǒng)變得很復雜，整個設備的可靠性就會降低。
所以說這個都有幾個特點，響應一致性特別好，速度很快，轉換效率比較高，再一個具備功能，再一個就是高容錯能力，這種PCS來講的話，是目前來講交流大功率的系統(tǒng)里面比較適用的，把這幾種拓撲做了比較，這個可以從380V做到35KV，但是這個就是僅僅是PCS的效率，整個系統(tǒng)的效率不是PCS來決定的，就是說這種。這個在未來過程當中，應該很有廣闊市場的產品。
下面介紹幾個案例，低溫超導儲能的案例，在0.5兆伏安的儲能，現場在甘肅白銀。這個就是低溫的超能儲能罐，把超導線圈放進去。其實就是一個PCS的。這個是后來我們做的另外一個儲能項目，這是863的計劃。中間這個是負載的，底下這個是變流器，補償柴油發(fā)動機的功率，這個用的是一個電池。還有軌道交通行業(yè)的應用，整個配電分這四個電壓等級的，1500這一側，跟那個儲能很好的匹配度，現在的主流就是1500V，有三款產品就是電阻耗能還有逆變回饋還有超級儲能。這是產品還有兩兆瓦的產品介紹，接下來如果有感興趣的話我們再交流，當時提供10臺在這個項目里面。
我們下面把公司做一下簡單的介紹，一帶而過，起草了十幾部國家標準，這是一些廠區(qū)的介紹，這是一個級聯產品，運行一萬多臺，這個軌道上面的裝置，目前是36條，投運的設備是190多臺，然后另外一個還有煤炭行業(yè)用的防爆產品，獲得認證，還有電能質量產品還有定制電源類的產品，這是一些產品系列，這是我們一個銷售網點，這是我們的一個服務中心。一共是分五個中心，感謝大家的，謝謝大家！
