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大酒店圆满召开，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，江苏欧力特能源科技有限公司研发部副总经理陈智勇，在“新能源发电并网专场”，以《新能源发电接入电网面临的若干问题及对策研究》为题发表演讲，现将演讲主要内容发布，以飨读者。

江苏欧力特能源科技有限公司研发部副总经理陈智勇

陈智勇：江苏欧力特能源科技有限公司是一家专业从事解决储能系统和光伏系统方案、通信后备电源、微电网、智能电网、电动汽车储能、电池产品研发制造的国家高新技术企业。新能源通过电力电子装备大规模接入电网面临的挑战主要可以分为两部分，第一部分就是高压并网方式下的以风电和光伏为主要形式，通过110千伏、220千伏进入大电网，此时最主要的电能质量问题就是宽频振荡问题。对于中低压形的分布式接入系统主要的面临电能问题有以交直流微电网为典型，离网模式下它的主要电能质量问题是环流问题，下面是分布式发电单元的集群谐振问题，以及交直流微电网共同存在的惯性缺失问题。

下面是介绍低压模式下面交直流微电网控制的若干问题及对策，无论是交流微电网还是直流微电网，在离网模式下面它的电能质量问题主要是环流问题，并网模式下面它的主要电能质量问题是集群谐振，同时他们也存在着惯性缺失。对第一个小点，交流微电网内部的环流问题我们怎么样来解决？环流主要有两种形式，一种是交直流共母线所产生，另一种是交流共母线所产生。环流产生的主要直接原因是各分布式发电单元的输出电压及相位偏差所导致。逮对于等效阻抗的不同又分为两类，第一类是由于联络线路的阻抗不同，另外一类就是逆变器的闭环控制系统的等效阻抗不同。此处给出了两台逆变器并联情况下面输出电压的相角跟扶植差与激波环流的一个关系图，这里由于时间所限我就不细讲了。

对于环流的抑制可采用鲁棒下垂多环控制系统，其中鲁棒下垂环节可以提高各分布式发电单元输出电压的参考信号的同步。对于虚拟阻抗环节可以改造逆变器闭环等效输出阻抗，另外可以通过采用更先进的电压控制器来提高逆变滤波输出电压对参考指令信号的跟踪效果，从而能够降低环流。通过这三个过程，可以有效的降低逆变器之间的环流。此处给出了虚拟阻抗环节的示意原理图，其中虚拟阻抗环节，虚拟阻抗包括实部分量跟虚部分量，通过对实部分量和虚部分量取值可以使得逆变器等效输出阻抗实现在不同电压条件下不同阻抗背景下环流的抑制效果。此图给出了虚拟阻抗环节实部分量和虚部分量与激波环流的一个三维关系图，通过该图可以发现通过合理的实部和虚部取值能够有效的降低之间的环流。对于第二个小点，交流微电网内部的谐波、谐振，也就是说在低压并网模式下面的集群谐振问题，对于集群谐振可以这样做一个感性的分析，由于各逆变器等效阻抗以及配电网阻抗之间，它们三者之间由于阻抗的耦合关系，可能会产生一系列的串并联耦合现象，使得并网电能质量受到影响。

对于集群谐振问题有一个非常有意思的现象，它就是并网点的电流的谐振风将随着逆变器并联的台数的增长而向低频偏移。对于这样的低频偏移的现象可以从如下物理电路上面来进行一个解释，首先我们把认为分布式发电这样一个集群系统的多个电源通过规划处理视为一个电源，然后以并网点为界将电路切开，左边的电路我们进行最基本的电路分析，将它等效成一个简化模型，根据右下角的那个简化电路图我们可以求出集群并联系统。我们可以将其参考电流的系数传递函数做出其关于逆变器台数的三维展开图。通过这三维展开图我们可以发现随着逆变器数量的增多，其谐振风将向低频偏移。

接下来我们以案例的形式来对低频偏移进行一个理论分析，首先选取最常用的电流双闭环控制作为研究对象，可以使得研究结论具备普适性。在并网模式下面采用电流控制逆变器，左上角该图给出了多个并联逆变器并网模式下某一台逆变器并网电流的表达式，从右边的表达式可见并网电流实际上是受三个因素的影响，第一个因素是自身参考电流，第二个因素是其他逆变器参考电流，第三个因素是电网电压。我们从逆变器的并网电流的图可以发现无论其自身谐振还是并联谐振，还是串联谐振，其可变谐振风也都会随着逆变器台数的增多向低频偏移。对于低压并网模式下的集群谐振，可以采用有源阻力方法来进行主动抑制，也可以采用有源滤波器里进行被动治理。此处给出了最常用的有源阻尼方法的实际物理意义，滤波电流比例反馈这种有源阻尼方法实际上可以通过等效平移的形式，它实际上等效于在滤波电容上面并联了一个谐波虚拟阻抗。因此我们可以根据三维图式法来直观的选取参数，来实现对集群谐振的最佳抑制效果。最后通过仿真及实验验证了三维图式法对参数选取的有效性。

第三个小点就是直流微电网电压波的问题及惯性增强问题，对于直流微电网而言，其能量供给平台最突出的问题就是功率突变以及负荷的突变会引起直流母线电压剧烈波动，这样会降低能量供给平台的鲁棒性能，为了增强整个系统的抗扰动能力，我们可以采用惯性增强技术。对于交流微电网而言，其惯性增强技术可以采用虚拟同步机的技术，这个有很多文献。对于直流微电网而言，我们可以采用虚拟惯性技术，此处给出了直流微电网的虚拟惯性控制原理图，这个也不细说了，时间有限。最后通过仿真我们可以发现引入虚拟惯性控制后使得微电网的功率发生突变的情况下面其母性电压变得平滑，功率波动较小，电的质量特点了提高。同样我们通过实验也发现虚拟惯性控制方法能够起到平抑直流母线电压的波动。

第四个大问题，新能源基地接入若干问题及对策。新能源基地直流外送接入电网有三大方面的挑战，第一大方面的挑战该是新能源基地的次/超同步振荡以及换流法换相失败。第三就是新能源基地长距离输电与电网谐波交互的影响。我将着重对第三点进行阐述，对于次/超同步振荡，我不细说，它主要是把握一个科学问题，就是次/超同步振荡产生与传播机理，要把握一个关键技术问题就是次/超同步振荡的抑制技术，并且要上升到装备级的研究。对于换相失败我也不深入介绍，只讲一下其原因以及对策。电网电压的浮值降低和波形激变会引起换相失败。对于第三个小点，新能源基地以光伏、风电为代表的可再生能源，但并不是电站。其通过远距离的送出，其电能质量会出现宽频与振荡问题，首先对于一个风电场和光伏电站内部而言其内部有大量的电力电磁开关器件、分布式电源及发射的谐波具有高频次、宽频率特征，在这种高频次、宽频率特征背景下使得我的局部阻抗网络必须要考虑以下几个部分；一个部分就是我的分布式变压器以及并网主变的杂散电流效应，场内35千伏中压级电线路的分布式电容效应，特别是高压远距离传输线路的分布式参数效应。这里给出了高压架空线路的一个物理等效模型，这是一个很基础的模型，我们只关心的是线路的端口，也就是受电流从一端口流入另一端口，流不出的话在传播过程当中是否会发生激变，这样我们可以以分布式参数模型的均匀传输线动力学方程可以建立起端口特性模型，可以将分布式电源视为一个电流源，在这样一个简化模型下面我们可以求出并入无穷大电网电流的表达形式，根据该表达式我们可以求出其电流原系数变电源系数传函，整个传电函数的扶贫响应关于长度的三维展开图。我们从三维展开图可见，我们将所关注的线路长度延展至300公里，关注50次斜波频率。我们会发现一个这样的有意思的现象，随着线路的延长，其谐振曲线将增多，并且其谐振点将向低频偏移。为此我们以案例的形式来分析，对一个50兆伏的光伏电站通过330千伏远距离送出，我们考虑两种光照工况条件下面其通过100公里、200公里、300公里330千伏传输线并入无穷大电网电流的斜波机变率，我们会发现在200公里的条件下面其并网电流的总斜波机变率会异常高。通过这个仿真可以推断出一个事实，当高压传输线路在某一个特定长度下面会引起局部网络产生特定呈低通道放大光伏电站或风电厂的电流。对于宽频率振荡所引起的指标问题可以采用混合式方式来因地制宜的设计并解决，此处给出了两种不同工况条件下面投入前和投入后并网电流的总斜波机变率情况。

第五就是对欧力特公司最新研发的产品做一个介绍，首先是铅炭电池，铅炭电池是近年来发展的一种超级储能电池有铅酸电池和超级电容两种技术有机融合，兼具高级电容循环设备厂、功率密度大以及能量密度大的优点，拥有很好的充放电性能，运行安全可靠且成本是锂电池的三分之一。被认为是未来一段时间内最切实可行的储能技术路线。铅炭电池中加入了活性炭，所以说它相比铅酸电池具有充电快、放电功率大、循环寿命长和性价比高的优点。加入炭所产生的作用是什么呢？可以改善它的性能，同时它能够使得在有电容的情况下面在42小时内将完成充电进一步得到了提高，特别是能提高限制机体的生长提高电池的循环性能，同时可以提高电池的循环使用，诸如此类优点。此处给出产品的优势，铅炭电池循环性能是普通铅酸电池的3.5-4倍，对于铅炭电池主要的应用领域是在混合式动力汽车以及纯电动用车，另外也在新能源发电的储能及大型移动储能电站以及发数配便点系统当中也有很多应用，特别值得一提的是在军事上面也有一系列的应用，包括紧急供电源以及战车和武器混合电产能动力系统以及炮弹的顶火装置。

最后对公司开发的锂电池产品做一个介绍。左边的锂电池特点是它的能量密度高、循环寿命长，并且没有记忆效应。特别值得一提的是磷酸亚铁锂这种电池的充电速度是相当高的，使用额定电压4.2V的横流横压充电器常规的锂电池需要在1.5-2.5个小时内充满，这是我们磷酸亚铁锂电池能够在35分钟之内就能将电充满。

最后我做一个总结。首先是对江苏欧力特能源有限公司做了一个介绍，并且对推出的产品做了一个简介。对本次汇报的主题当中两种电压并网模式在低压并网主要是讲到了混合微电网的并网方式下面的电能质量问题，另外对高压并网接入方式下的电站以光伏和风电厂为代表做了介绍，提出了它的抑制方法。在此，感谢各位。

（本文根据现场录音整理，未经本人审核）