新型电力系统背景下的配电网移动电力技术与应用

1、新型电力系统背景下的配电网移动 电力技术与应用2021年9月目录CONTENTS2技术体系2背景需求134应用场景 已有成果5未来展望长期以来，电网公司主要通过铺设网架模式为目标区域供电，在新型 电力系统发展背景下，供电新场景越来越多，诸如：重大活动保电、电力 紧急供应、电动汽车充电、企业及个人户外活动等特殊场景，随着储能与 电力电子技术的不断成熟，移动电力技术及其应用有着广阔的发展空间。31 背景需求季节性 需求源侧分布式电源与负荷 时段性不平衡辅助控制 跨时间传输网侧同一区域内台区 负载差距大分时共用 跨空间互济扩容改造难 资产利用低周期性 需求荷侧零投诉 快速移动常态重要负荷增多需求应急

2、保电多样化灵活组网 自适应运行灾害灾害应急供电呈现需求多元融合新特征现状/需求能源消纳难 电能质量差场景适应难 业务效率低多资源耦合 组网要求高1 背景需求5目录CONTENTS2技术体系5背景需求134应用场景 已有成果5未来展望应用层面 的概念可移动的具有电力供应、能源存储与传输的小型供电系统、储能型分布式资源。移动电力 内涵特征1.能量跨空间传输与互济(季节性特征)3.多场景低碳移动电力服务：(支撑电 网、运维业务、作为离网电源2.能量跨时间传输与互济：(多时间尺 度)(天-周-季)4.多种能源接入与转化（临时能源站）（能源互联网未来应用模式探索）2 技术体系移动电力分类形态构成功能移动

3、能源站移动微电网储能型移动资源服务运维型服务电网型服务用户型可吊装集装箱与车一体 移动发电车车载方舱可吊装集装箱车载方舱与车一体电动汽车储能型分布式资源6机器人充电桩优点：采用柴发与UPS+蓄电池 的组合，解决纯柴油发电机动态、 轻载电能质量差、启动慢及纯电池 快速增容难等问题。缺点：柴发噪音大，震动大，排 放污染气体，难以适用于电能质量和 环境高要求的场合。电池如采用UPS 不易并联，变流环节串入系统，能效 低，能回馈能力低；如采用PCS，柴 储配合难。2 技术体系典型拓扑技术路线1：移动柴储车支撑电网运维抢修，服务客户用电负荷未经处理电源自动转换开关ATS柴油发电机市电开关蓄电池72 技术

4、体系典型拓扑1技术路线2：移动飞轮储能车支撑电网运维抢修，服务客户用电优点： 能量密度高： 100 200 wh/ kg，5000l0000w/kg；工作效率高达90%；体积 小、重量轻；工作温度范围宽，对环境温度没 有严格要求；使用寿命长：不受重复深度放电 影响，能够循环几百万次运行。缺点：成本比较高：高速转动的飞轮对材料要 求很高；能量浪费：飞轮一旦充电，就会不停 转动下去；飞轮轴承维护成本高：在高速的运 转下磨损加快老化，需经常更换，每年维护。89技术路线3：移动锂离子电池储能车典型拓扑1：交流供电交流开关柜为1进3出， 分别连接电网、交流 负荷和储能系统2 技术体系提升配电网运行方式灵

5、活性、支撑电网运维抢修，服务客户用电典型拓扑1无直流供电母线，仅满足交流负荷需求，目前市面上最常见类型。优点：电池技术与经济性优势 兼具，控制灵活，满足电网、运 维、客户全场景应用要求。缺点：锂离子电池在电网中应 用的安全质量把关与监管需要提升； 不同场景的技术标准和全环节技术 管理待建立；全场景；高温高寒环 境保温散热技术须攻克；热插拔接 口的应用。10技术路线3：移动锂离子电池储能车典型拓扑2 : 交直流供电优点：可看成带储能的集约化移动交直流微电网，可实现更丰富的接入协调“源-网-何-储” 优化运行，具备多端口、多级联、多流向和多形态等特征；交直流接入、主动故障隔离、无功补 偿、即插即用

6、等功能已经超出传统储能车的概念。缺点：也是难点，多端口解耦算法设计，实现端口之间控制协调与优化。2 技术体系典型拓扑211技术路线4：移动能源站前瞻研究阶段：产品与市场均未成熟，待挖掘根据电气物理系统、燃气物理系统和热力物理系统不同能源形式惯量特征和延时特性，基于惯 量控制和自律控制，实现快速支撑电网和快速响应用户需求的低时延就地协调控制。多能源系统双端口有源网络等效模型移动能源站网架结构2 技术体系目录CONTENTS2技术体系12背景需求134应用场景 已有成果5未来展望针对电网、运维、客户三大服务对象，移动电力典型应用场景归纳为不停电作 业、活动保电、离网供电、灾害应急、台区增容。不停电

7、 作业保电供电台区消缺电动汽车充电检修总表更换小区检修体育赛事保电重要会议保电庆典、活动保电政治活动保电电力抢修野外作业道路救援应急抢险离网军事增容茶区电炒茶鱼虾塘增氧泵旅游重地多供电区柔性互联其它电能替代服务客户型服务运维型 服务客户型服务电网型 服务运维型服务电网型133 应用场景14无人机巡检电力检修野外作业应用场景1：检修与临时供电实现不停电作业与临时电源服务接入电力运维检修现场，充分发挥备用或应急电源作用， 避免因电力维修而导致停电，提升配电网可靠性；同时为无人 机、机器人、检修照明等检修设备提供优质供电。现场接线方式离网军事活动偏远牧区3 应用场景应用场景2：灾难应急供电提升极端灾

8、害下应急供电的及时性与灵活性通过无线通信接入应急指挥调度体系，在突发事件下快速救援，分 散恢复供电；极端灾害后，灵活并联增容，快速重建源网荷友好互动机 制，以移动电力为基础快速重启电、气、热及交通的互联。现场接线方式153 应用场景应用场景3：能量互联与传输提供能源互联网背景下一种分布式能源系 统存储与传输的途径运行指导云调控可用于能源互联网下的能量存储与传输，接收时空调控系统命令，实现能源孤岛时空互联， 增强分布式能源系统的能源利用率、可靠性和应对突发情况的能力。 能量交互分布式能源离网微电网偏远牧区充电站大电网移动能量路由内部示意图163 应用场景应用场景4：活动保电电网故障，重要负荷“零

9、感知”重大赛事、政治会议、大型会展对保电供电需求日益增多，即插即用、 多类型移动电力设备自适应并联、故障无缝并离网切换的移动电力在保电服务中将发挥日趋显著的作用。零闪断并离网切换零条件接入单/三相负荷灵活并联,稳定增容即插即用,自适应运行现场接线方式173 应用场景应用场景5：台区临时增容负荷峰谷时段，灵活接入变电站的临时扩容改造方案，降低变压器过 载损耗，提高储能的利用效率，降低全社会能源开发利用成本。现场接线方式18提升台区供电能力3 应用场景目录CONTENTS2技术体系19背景需求134应用场景 已有成果5未来展望5.产品1国网上海能源互联网研究院为推动低碳移动储能在电网中的多场景应用

10、与高效支撑，已研发出轻- 中型多系列多功能移动储能车/能源站，具备灵活机动、灵活调配、灵活并网、灵活组网重要属性。并 在方案架构、结构外观、控制策略、能量管理等方面受理了多项发明专利。12345主要技 术参数结构： 车一体化 车载运式电能质量并网电流THD：3%（满载）；交 流离网电压：400V； 离网输出电压THD:1%（线性负载），5%（非线性负载）容量：全系列 10-100kW； 30kWh200kWh其他最大转换效率: 不低于97%；并 离网切换时间： 小于10ms带载能力倍长时间持续过载，倍短时过（10min）； 具备带100%不平衡负载 运行能力4 已有成果205.产品2 移动电力

11、运维系统利用4G/5G和北斗通信与运维云主站进行多时间尺度信息交互，实现多个移动能源站地理 位置、运行工况的全面监控，构建以“一端两网”为基础的时空智慧物联体系，为客户提供泛 在服务。4 已有成果21扬州国际半程马拉松保电扬州万福公交车充电站不断电检修储能投运前 投入输出40kW 投入输出100kW22台区消峰填谷5.应用自主研发的30kW/45kWh皮卡车载型、100kW/100kWh 轻卡型两款轻型移动储能车，并顺 利完成了扬州国际半程马拉松、首届运河文化旅游博览会保电、电动汽车充电站不断电检修、台区 消峰填谷等多项任务。4 已有成果目录CONTENTS2技术体系23背景需求134应用场景

12、 已有成果5未来展望跟踪多类型储能技术，探索在储能在电网中安全经济应用技术。储能技术技术路线能量密度（Wh/kg）功率密度（W/kg）配置成本（元/kWh）物理储能抽水蓄能0.5-1.5-300-500压缩空气储能30-60-2200-2500飞轮储能5-50180-18003500化学储能铅酸电池30-200100-300500-1000铅碳电池100-400200-5002000-5000锂电池150-300500-20001100-6000钒电池80-130100-2003000-4500钠硫电池80-200100-2001500-2300电磁储能超级电容5-107000-200009500-13500超导0.05-51000-102415000压缩空气燃料电池飞轮储能化学储能500010000循环次数成本功率密度5 未来展望2构建移动电力标准