大型储能电站用PCS多机并联技术研究

大型储能电站用PCS多机并联技术研究汇报内容一、储能技术综述二、多机并联关键技术三、储能应用方案四、储能电站案例一、储能技术综述储能技术化学储能机械储能电化学储能储热电磁储能抽

压

飞

铅

锂

液

钠水

缩

轮

酸

电

流

硫氢

燃能

料电水

储冰

热蓄超

超级

导电

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储能蓄

空能

气电

池

电

电池池

池池冷二次电池一、储能技术综述发电输配电用电消峰填谷应急供电负荷平滑电网扩容企业商业家庭调峰/调频电能治理弃光/风应用发电平滑/计划发电电力市场辅助服务多能互补调频应用调峰应用联合调频独立调频一、储能技术综述/小容量级以上单机汇报内容一、储能技术综述二、多机并联关键技术三、储能应用方案四、储能电站案例二、多机并联关键技术多机并联稳定性高、低频环流抑制系统响应实时性并网大规模储能电站VF/VSG技术黑启动离网抗冲击能力电池平衡管理并离切换技术二、多机并联关键技术并网关键技术一：多机并联稳定性并网ABC+-PCS1PCS4ABC+-制定相应的控制策略对谐振尖峰进行抑制，保证并联系统的稳定运行PCS设计需求：1、输出滤波器有源阻尼设计；2、软件控制上对电网正反馈进行处理二、多机并联关键技术并网关键技术二：高、低频环流抑制IGBT功

率

模

块三

相

逆

变

桥

拓

扑L1(

+

)BUSABC机器1通讯线CRHCT(

–

)BUS更改为机器n-1机器nIGBT功

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+

)BUSABCCRHCT(

–

)BUSPCS设计需求：1、通讯上增加并机接口；2、硬件更改为LCL拓扑结构；3、各机锁电网自同步二、多机并联关键技术并网关键技术三：系统响应实时性调度中心t1后台电化学储能电站监控系统要求：全站控制命令生成至输出时间<1st2本地EMSt3PCS设计需求：1、PCS响应时间需求在100ms之内2、充放电转换时间为100ms之内2、电力通讯接口设计，满足61850电力通讯规约PCS1PCSn二、多机并联关键技术离网关键技术一：VF/VSG控制技术•

优点：离网电压/频率稳定，功率均分效果好，冲击性负载带载能力强V/F控制VSG控制•

缺点：需要通讯线进行并机控制•

优点：支持不同功率灵活接入；无需并机线，并机数量多。•

缺点：电压/频率随着负载变化而变化，线路阻抗/感抗影响大二、多机并联关键技术离网关键技术二：储能电站黑启动(1}

首先要断开微电网系统所有负荷(2}启动黑启动电源，从而建立低压配电网(3)部分重要或可控负荷首先接入低压配电网(4)启动其他可控微电源，并同步并入电网(5)逐步增加其他负荷PCS设计需求：1、单机零电压启动2、多机零电压启动3、多组同期并联功能(6)接入不可控电源，如光伏电站或风力发电机组。二、多机并联关键技术离网关键技术三：抗冲击能力冲击负荷具有周期性或非周期性，突然变化很大的负荷。如电弧炼钢炉、轧钢机等。一般出现最大负荷的时间很短，但其峰值可能是其平均负荷的数倍或数十倍。PCS设计需求：1、抗冲击能力设计2、短路耐受能力3、过载能力二、多机并联关键技术离网关键技术四：电池SOC均衡控制电

网电

力

负

荷PCS设计需求：1、并网下功率可调度

2、离网下功率可调度二、多机并联关键技术并离网切换关键技术：EMS能

量

管

理

系

统•电网幅值检测算法•电网相位检测算法•电网拖尾检测算法•多机下垂控制等其他环路电

网电

力

负

荷二、多机并联关键技术实验室并机实验分享：专利：无主从自适应UPS并联系统授权公告号：CN2659007Y授权公告日：20041124申请号：CN200320116839.9申请日：20031001汇报内容一、储能技术综述二、多机并联关键技术三、储能应用方案四、储能电站案例1、电力调峰调频系统解决方案AC35KV系统应用特点：升压变3.15MW1、有效提高电网频率和幅值稳定性。2、多种调频调压方案中响应最快的调节方式。3、配合电厂AGC辅助调频（山西典型应用、广东也已经出台辅助服务细则）。AC360V储能变流器5*630KW方案设计要求：1、具备快速动态响应速度；DC550-900V2、电化学转换倍率要求高，一般≥2C。3、EMS的控制策略和调度密切相关。4、结合电厂的AGC系统配合调度响应。储能电池5*0.32MWH1、电力调峰调频系统解决方案电储能控制系统

RTU接受AGC指令，分析指令中包含输出电能的目标功率并转发AGC指令给DCS系统和储能系统；

当目标功率大于实际输出功率时，下达给储能系统发出功率，反之，下达指令给储能系统吸收功率；

根据目标与实际不断调节储能系统功率，使机组与储能系统的合并出力满足目标指令调节要求。1、电力调峰调频系统解决方案调频效果加储能调频后加储能调频前2、弃风弃光/计划性发电解决方案系统应用特点：方案设计要求：1、解决可再生能源弃能存储再利用问题；2、平滑可再生能源出力，提高系统稳定性；3、提高电网调度的可规划性；1、对系统的设计造价具备一定的经济性；2、考虑原有电站系统，设计便于接入。3、系统及设备通信要求高。4、青海能源局已有建议按配套风电装机容量10%的储能系统2、弃风弃光/计划性发电解决方案光伏

实时总

有功功

率日曲

线调度

总需求

日曲线光伏

储能总

有功日

曲线储能

总有功

日曲线7

89

10

111213

14

1516

1718

19

20213、工商业用户侧并网储能解决方案电网针对工厂、商场、写字楼、充电站等用电量大，负载波动调度中心大且存在峰谷电价差的场合，配置储能系统具有重要意义。储能系统通过检测电网侧功率，必要时可限制储能系统输出功率，防止功率逆流。并离网切换调频调峰服务0.4kV商业场地重点关注：现场是否有场地安装储能系统。优质客户：峰谷差价+降容量费PCS防逆流控制次要负载一级负荷直流控制柜/BMS电池组电池组3、工商业用户侧并网储能客户价值消峰填谷配电扩容此部分比较难实现，可遇不可求可探讨大楼消防应急供电的替代。平滑负荷应急供电汇报内容一、储能技术综述二、多机并联关键技术三、储能应用方案四、储能电站案例中国科学院上海硅酸盐研究所项目福州大学风光储项目广州鹏辉海外储能项目北美商业储能应用北美商业储能应用南方电网变电站梯次储能应用南方电网变电站梯次储能应用全国首个变电站梯次电池储能示范