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中国电科院杨子龙:分布式光伏/储能系统设计集成关键技术

作者:中国储能网新闻中心 来源:数字储能网 发布时间:2017-05-05 浏览:

中国储能网讯:2017年4月24-26日,第七届中国国际储能大会在苏州香格里拉酒店圆满召开,来自中、美、英、德、澳、日、韩等国家的1400余位嘉宾到场参会。大会共邀请140余位行业专家与企业代表,围绕产业热点话题,发表了一系列精彩演讲,中国储能网将向读者传递本次大会最具价值的声音。

大会期间,中国科学院电工研究副研究员杨子龙,在“分布式光伏与储能系统应用专场暨第9期光伏微讲堂”,以《分布式光伏/储能系统设计集成关键技术》为题发表演讲,现将演讲主要内容发布,以飨读者。

中国科学院电工研究所副研究员杨子龙博士

杨子龙:谢谢大会组委会的邀请,我也很荣幸在这里跟大家分享一下对分布式光伏储能系统关键技术前期所做的一些研究和推广的经验。我今天的汇报分为四个部分的内容,从大背景到现在应用的现状与趋势,以及它的关键技术分析还有简单介绍一下成果的示范。

第一个背景,主要统计了国外储能行业的天时和地利。大家知道国外的储能系统比国内的开展的早,不管是政策补贴还是当地电网电价等方面都具有了很好的推广条件,所以在澳大利亚、欧洲、日本这些地方储能已经发展的很早。这个图是从台湾的一个PPT里面拷贝下来的,统计了2012年各国平均电价比较,第一列是住宅的用电,大家看中国大陆地区的住宅在全球范围内是最低的,所以这样的话就决定了我们系统很难去推广。但是我们的工业方面还是有一定优势的,排在第七位,我们有峰谷差电价,我们在这个方面做了大量的先导项目。在国内从前年开始一直到现在,国家发改委、能源局高密度的发了很多储能系统的支持文件,到我们今年刚刚发的一个储能发展的征求意见稿,大家可以看到国家的信心是有了,要大力的发展储能系统。随着我们储能大会很多专场对发改委提出了储能系统补贴的问题,我觉得储能的春天有马上要到来了。

围绕我们今天做的这个分布式和储能系统的结合,这里有几种应用模式,我们下面看一下有哪些典型的应用案例。第一个就是在2011年青海玉树有世界首个水光储微网发电工程,另外比较新的就是现在在西部的西藏地区正在建设海拔最高的光储微网电站。另外还有在应用大规模的可再生能源系统里面,一个是光伏和储能结合在一起,这个里面用到的储能是锂电池,主要是弃风的应用模式。还有就是2013年在辽宁法库做的一个风电厂。这是大型的应用,但是分布式的应用就比较少,这个模式大家还在探索过程中。下面这个图就是我们分布式光伏+储能的一个典型的结构。针对这几个问题,我们总结了五个关键技术,就是说模块化设计集成技术、储能双向变流器控制技术、储能电池及其管理技术、储能电站测控技术、光伏和储能能量管理技术。

这个系统模块化设计集成技术中我们首先列了功率怎么配制、容量怎么配制还有怎么设计。功率配制就是说根据工作模式确定,光伏功率波动率小于10%装机容量/min。容量配制就是说放电深度60%,基准荷电状态0.5。另外结构设计的话,整个是一个储能电站的工作模块,有电池模块、变电器模块还有高压配电模块。这是在我们的示范电站里面对这个电池的设计,这边是两排电池,包括它的直流柜,还有包括它的环境系统、温控系统。这个后边是双向变流器的集装箱,这个主要是安装了一些变流器开关,这些耐性比较好的。

第二部分我想介绍一下我们储能双向变流器控制技术,首先要关注的是功率双向流动和功率大小可调度,第二个是功率因数可调范围0.8。另外就是自动的横流、均充、浮充和待机切换。另外就是功率变化率快,这个也是毫秒及级的。还就是输出阻抗自适应调节,达到虚拟同步机的效果一个。第三个关键技术就是我们如何去选择我们的电池,这个里面列了一个表。这个其实我们在3年前就已经开始进行列表,现在这个表是一直在更换过程中。我们要对整个电池的状态要进行合理的估计,准确估计电池荷电状态SOC是实施电站控制策略的基础,先进技术保证在定电流和快速变化下保持高测量精度。我们储能电站的测控技术来说,下面这个图是我们做任何一个储能电站都要做的一个图,在这个里面我们列了两条比较重要的关键点,一个是我们要采用分布式并行通信架构,昨天有一个报告讲到了我们PCS采用什么形式。电池管理模块、变流器控制模块、光储协调控制模块协同工作。变流器控制采用并行通讯,相应速度达到50ms。还有就是我们光伏储能系统能量管理技术,这个是光伏和储能加在一起实现何中控制模式,一个就是基于分层控制的功率分配策略,第二个是基于无功优化的本地电压控制策略。

最后就是我们示范现场的一些展示,这是我们在浙江海宁做的一个储能点阵,这个黄色圈里面是我们建设的储能电站的位置。我们这里面一共放了6台集装箱,这是我们内部的一个展示图。这是我们整个电站的控制系统,右下角是光伏+储能的控制系统。我们其实在里面试验了很多种效果,但是做的比较多的的难度比较大的还是这种平抑光伏波动的效果测试,这里边可以看到红色的曲线就是平抑以后的,平抑之前是蓝色的波动比较大的曲线,绿色的是储能的快速响应,后面是24分钟的一个图。我的汇报就到这里,谢谢大家。

(本文根据现场录音整理,未经本人审核)

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关键字:储能系统 分布式光伏 储能大会

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