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科華恒盛張依鈴:微電網控制策略與應用

作者:中國儲能網新聞中心 來源:中國儲能網 發布時間:2019-10-16 瀏覽:次
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球探篮球比分皇冠 www.622627.live 中國儲能網訊:2019年10月11-12日,第六屆儲能技術在分布式能源與微電網中應用高層研討會”在深圳召開。來自科研機構、設計院、新能源發電企業、電力公司、系統集成商、電池制造企業、電氣元器件企業、新能源制造企業、項目承包商、投融資機構等500余人參加了本次會議。

在會上,科華恒盛股份有限公司新能源事業部高級技術經理張依鈴女士分享了主題報告《微電網控制策略與應用》,以下為報告實錄:

張依鈴:各位領導、在座各位同仁上午好!很榮幸代表科華恒盛給大家介紹一下我們在微網上做過的應用和案例。

我匯報的內容主要是四個方面:什么是微網與儲能?目前我們在微網上的應用方案,以及我們公司基于微網平臺的系列產品,最后跟大家分享一下科華恒盛在海內外做過的微網案例。

在座各位對微網和儲能并不陌生,根據有沒有電網我們把微網分為獨立型微網和并網型微網。目前新能源發電的波動性、間接性,包括客戶負載不可控性,微網系統離不開儲能系統實現發用的平衡。并網型的微網既可以與外部電網連接,又可以脫離外部電網實現微網獨立運行的系統,這樣的系統中不可避免的是我們將會使用到并離網的切換技術。

我們與大電網的并聯,脫離電網運行時也離不開儲能系統,由儲能系統作為整個系統的電壓源,穩定微網的電壓和頻率。目前微網一個是可以解決無電地區和弱電地區的供電問題,改善居民的生活條件,也可以提高新能源的滲透率,提高整個地區的供電可靠性。

目前獨立型微網的供電模式有兩種:一是當地供電距離比較遠的情況下,微網以集中建設為主,經過升壓和變壓實現分散供電集中布局;二是結合客戶地理位置進行區域劃分分散供電,分散設計的情況下微網比較小,以直流為。科華恒盛在一些大型的海島項目以交流方案為主,實現分散供電。但是在我們過去的西部無電村的項目中都是以村落為單位進行分散設計。

目前集中供電和分散供電都是有它的優缺點,對于集中供電的容量大,需要用交流母線方案,通過EMS協調各設備的運行,同時集中供電的方案在前期負載不多的情況下存在可用率比較低,因為集中供電,所有微網儲能都是集中布局,對于運維管理存在優勢。分散供電的單元容量小,是可以做一個復制化的建設,但是它的運維難度相對來說比較高。整個容量比較小的話我們直接采用直流母線的方案,其實可以便于做系統的自平衡,無需EMS系統實現,這樣的話整個系統的穩定性相對來說會更高一點。

就像剛剛提到的,我們在微網儲能一般走兩個技術路線:一是直流微網方案;二是交流微網方案。直流的微網方案中一般基于兩種電壓平臺和兩個系列的產品有兩種方案,基于348和384伏的平臺,大家對UPS比較熟悉是根據UPS進行更新,好處是可以通過UPS的旁路把柴發和市電接入,柴發和市電可以實現0ms切換。儲能電池系統直掛電池母線為電池補充能量,整個系統不需要EMS控制實現自平衡,此外產品以??榛杓?,偏遠地區的維護也有很大的優勢。

依托于1000伏的電壓平臺,使用儲能變流器的產品,這個方案的好處,目前大部分的鋰電池廠家的電壓都可以適配,儲能變流器既可以并網也可以離網,后續隨著電網逐步完善,也可以離網轉并網,進行新應用。

這是直流母線基本的運行模式,一般是由逆變器進行供電,能源主要來自于太陽能光伏發電和電池系統,如果光伏發電比較大的話,光伏發電直接供給負載,多余電量給電池存儲,光伏發電不太好的情況下,電池自動補充能量。如果當整個光儲系統能量都不足的情況下,我們通過轉換到市電或柴發進行供電,這樣整個系統就可以實現基本不間斷的供電,滿足客戶的需求。

目前我們在獨立型的大電網微網運行中,我們也有交流母線的方案,交流母線的方案比較適合于大容量的項目方案,包括可以接入多種發電源,有柴發,未來的水電站、燃氣輪機,現在都是可以與柴發和燃氣輪機,可以快速的滿足負載應用。有一些應用負載比較特殊,可能出現功率突增,燃氣輪機加載比較有限,無法滿足負載的突增,我們儲能以VSG模式并入我們的設備,儲能可以作為快速的頻率響應彌補燃氣輪機的不足,從而穩定整個母線的電壓。當燃氣輪機和柴發出現故障和需要維修的時候,儲能系統也可以實現無縫的接管負載。這樣的系統主要也是依托于交流的光伏逆變器和儲能變流器產品。

除此之外,剛才提到一種目前城市里應用比較多的并網型的微網,并網型微網依托于大電網的存在,目前工商業用得比較多,既可以并網設計,也可以依托于我們的儲能系統進行離網的應用,包括科華恒盛也會獨立配置并/離網切換柜,使整個系統實現10毫秒的切換。

并網運行大家都不陌生,包括自給自足提高光伏的利用率,優先給負載供電,余電可以上網。儲能可以做一些峰谷的套利實現收益,可以對上游的變壓器進行續量的管理,都是可以做。離網的時候我們可以快速切換至離網系統,由儲能支撐母線電壓和頻率,光儲系統獨立的運行。包括現在很多城市里的工商業用戶,這樣的方案可以部分替代UPS的功能。除此之外有些充電樁的設備、光儲充也是很流行的概念。

目前基于上述的微網方案,科華恒盛有一系列的微網產品:一是純離網系列,應用到獨立的微網系統中,基于UPS改造的產品,主要包括光伏的MPPT控制器以??榛杓?,包括基于UPS改變的離網逆變器,包括有把MPPT控制器和離網逆變器做成一體機進行供貨,應用到比較小的離網系統中。我們可以做一些離/并網產品儲能變流器等??蘋閌?00伏接入的系統,我們使用隔離型的變壓器,對于升壓的系統,我們會考慮非隔離型變壓器,目前這款非隔離型最大功率做到630千瓦,尺寸也是更新設計到700深的尺寸,這樣可以滿足面對面放在集裝箱里,提高集裝箱的功率密度。隨著光伏系統1500伏的發展,包括1500伏系統目前在效率上的優勢,科華推出1500伏的儲能系列產品,單機功率最大可以做到1.5MW,儲能的直流變換器,把電池進行DC/DC的直流轉換,我們和南方電網配合項目中,就應用了此款產品。

光儲一體機,多應用于國外,可以接入光伏也可以接入儲能系統,可以實現并網和離網。

光伏系列的產品,目前科華恒盛的光伏系列產品比較豐富,組串集中到集散到1500伏的產品系列都有提供。我們依托于配套軟件系統,EMS系統是科華自主研發,應用于海外的微網系統中。

微網系統包括登錄界面、系統的拓撲以及點進去可以看到每一個產品的詳細信息,包括告警、運維管理,我們都會在EMS系統中做。EMS也是以目前主流的三層架構:一是設備的接入;二是控制層、通訊管理、結合交換機產品;三是控制和策略的實現層。

最后和大家分享一下目前我們科華恒盛在國內外做的微網案例,包括目前在國內外做了很多直流的離網供電,這是我們在非洲喀麥隆做的離網供電,目前系統已經斷斷續續出貨165套的離網系統,系統容量大概是15千伏安到200千伏安不等。

這是尼日利亞光儲項目,集成鋰電池、離網系統的產品,同時給他們配置柴發做后備電源。

這是科華恒盛運行最久的海外直流項目,烏茲別克斯坦配了1.2MW的光伏,包括儲能系統,負載大概是1MW左右,整個系統基于??榛納杓?,目前在海外的運行狀態良好,基本上不需要海外的售后進行維護。

這是尼日利亞海島的項目應用,科華恒盛把我們的項目做在各個海島,這是320度電的鋰電池和100千瓦組件,把10個島嶼接入到我們的監控系統。

這是澳大利亞海島上做的油光互補的離網方案,這個項目中我們提供了兩臺逆變器,一主一配,更好的提高系統的穩定性。

這是我們配合泰國某邊防部隊做的,提供十套離網的光伏一體機。

這是我們在朝鮮溫濕大棚做的離網系統?;褂形頤竅刀隙閑隹詰?00套離網系統,是系西部地區的離網供電項目,目前裝機達到20MV。

這是在某文化遺址實現的離網自用電項目,我們基于集裝箱進行的設計。

這是在海外馬達加斯加的交流母線方案,當地有市電和柴發,科華恒盛有提供光伏系統和儲能系統,馬達加斯加當地的電力系統很差,電力系統覆蓋40%的范圍,市電經常性的斷電,我們提出提供光伏和儲能保證當地最高級辦公樓用電的可靠性。并網情況下我們做的策略,最基本的原則是保證60%的電量進行應急供電。并網的情況下,J1閉合,K1閉合,JA閉合,光伏和儲能都以并網模式運行,白天光照強的情況下,光伏發電優先給負載,多余的電量給儲能充電,光伏發電更強的情況下,把多余的電量反饋至電網。如果白天光伏比較的情況下,儲能保持待機狀態,光伏發電給負載供電,如果負載供電不足的情況下由市電補充。夜間光伏不發電,儲能以并網模式運行,主要的策略是削峰填谷策略,這種策略情況下我們也是保證60%的電量作為應急供電,如果是夜間電價高峰的情況下,如果電池的電量大于60%的情況下,我們就由儲能供電給負載,我們做了儲能實時跟蹤負載的策略,保證儲能系統不會向電網反送電。夜間電價平價時,我們保證儲能待機負載供電都由市電進行。如果夜間谷價的情況下,由市電帶載,同時給儲能充電,電池充至60%,40%的電量預留給白天的,否則白天可能出現棄光的現象。

離網應用時,基本原則是減少柴發的使用。此時J1斷開,K1閉合,JA閉合。如果光伏發電強,光伏發電給負載供電,多余電量給儲能充電,此時儲能充電不能充飽,避免負載突卸的情況下,光伏電量無法消納,一般考慮在SOC70%的條件下進行棄光。若光伏發電差,儲能和光伏一起帶載,直至儲能電池放電至電壓?;さ?。夜間的時候,由儲能系統獨立帶載,直至儲能電池放電至電壓?;さ?。

如果整個系統的光儲容量不足的情況下EMS柴發啟動,此時J1斷開,K1閉合,JB閉合,由柴發帶。,光伏給儲能充到一定電量的情況下,柴發停止帶載,或是市電恢復了就關閉柴發,整個系統進入并網的模式。

這是我們在寺廟做的微電網,這個項目在海拔4410米的條件下做的。

這是我們在深圳做的光儲充的項目。

這是在寧波奧崎智能微電網項目。

以上就是我的分享,謝謝大家。

關鍵字:微電網 儲能 科華恒盛

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