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時(shí)下,儲(chǔ)能行業(yè)正在大力發(fā)展,鋰離子電池和鉛蓄電池是該領(lǐng)域應(yīng)用最多的兩種技術(shù),但除了電池,還有哪些問(wèn)題需要關(guān)注的呢?
發(fā)展規(guī)模儲(chǔ)能是解決可再生能源大規(guī)模接入、提高常規(guī)電力系統(tǒng)和區(qū)域供能系統(tǒng)效率、安全性和經(jīng)濟(jì)性的迫切需要,是當(dāng)前各國(guó)為即將到來(lái)的工業(yè)革命進(jìn)行重點(diǎn)布局的“前沿陣地”。
目前我國(guó)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)及增長(zhǎng)情況如表1所示。
表1 我國(guó)儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)及增長(zhǎng)情況
其中,從技術(shù)分類上看,鋰離子電池的裝機(jī)容量所占比例最高,約74%;其次是鉛蓄電池和液流電池,分別占14%和10%;從應(yīng)用上看,可再生能源并網(wǎng)、分布式發(fā)電及微網(wǎng)是中國(guó)儲(chǔ)能應(yīng)用最重要的兩個(gè)領(lǐng)域。據(jù)權(quán)威部門統(tǒng)計(jì),我國(guó)儲(chǔ)能2025年儲(chǔ)能總裝機(jī)容量24GW(24000MW)。
如圖1所示,為分散式儲(chǔ)能系統(tǒng)布局圖。
圖1 分散式儲(chǔ)能系統(tǒng)布局圖
目前我國(guó)儲(chǔ)能十大示范工程中的國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程、甘肅酒泉“電網(wǎng)友好型新能源發(fā)電”示范、格爾木新能源光儲(chǔ)電站、保定英利工業(yè)園區(qū)光儲(chǔ)微網(wǎng)示范工程、深圳欣旺達(dá)園區(qū)微網(wǎng)示范工程、福建湄洲島儲(chǔ)能電站示范工程、福建安溪移動(dòng)式儲(chǔ)能電站等基本均采用鋰離子電池技術(shù)。
如圖2所示,為格爾木新能源發(fā)電現(xiàn)場(chǎng)。
圖2 格爾木新能源發(fā)電現(xiàn)場(chǎng)
由此可見(jiàn),電池,尤其是鋰離子電池技術(shù)對(duì)于儲(chǔ)能的重要性。那么,除了電池問(wèn)題,是否還有其他問(wèn)題值得關(guān)注?
儲(chǔ)能發(fā)電主要分為發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè),各部分作用如表2所示:
表2 儲(chǔ)能發(fā)電的分類及主要作用
這其中,主要存在的電能質(zhì)量問(wèn)題主要包括無(wú)功、諧波、電壓暫降等。
l 發(fā)電側(cè):分布式儲(chǔ)能并網(wǎng)引起的電能質(zhì)量問(wèn)題。
? 單臺(tái)接入:引起諧波注入
產(chǎn)生原因:儲(chǔ)能通過(guò)電力電子接口接入配電網(wǎng),電力電子轉(zhuǎn)換器會(huì)給系統(tǒng)帶來(lái)諧波污染。
危害程度:對(duì)用戶電動(dòng)機(jī)、用戶補(bǔ)償電容器、用戶自動(dòng)控制裝置產(chǎn)生影響,威脅用電安全
? 集群接入:引起諧波諧振
產(chǎn)生原因:儲(chǔ)能與多分布式電源等大功率非線性元件接入電網(wǎng),多逆變器之間及其與電網(wǎng)之間可能會(huì)形成串聯(lián)或并聯(lián)諧振;
危害程度:諧振可導(dǎo)致系統(tǒng)一定范圍內(nèi)過(guò)電壓和過(guò)電流,諧振過(guò)電壓危害設(shè)備絕緣并使小容量一步電機(jī)發(fā)生反轉(zhuǎn),諧振過(guò)電流會(huì)引起PT熔件熔斷甚至燒毀PT。
l 電網(wǎng)側(cè):電力供應(yīng)所面臨的電網(wǎng)電力不平衡、峰谷差大的局面日趨嚴(yán)重等會(huì)導(dǎo)致電壓偏差、電壓不平衡、電壓暫升暫降等電能質(zhì)量問(wèn)題;
l 用戶側(cè):電動(dòng)汽車充電等屬于非線性負(fù)荷,產(chǎn)生的諧波等電能質(zhì)量問(wèn)題。
當(dāng)然,儲(chǔ)能過(guò)程中除了電能質(zhì)量問(wèn)題,還存在其他許多需要測(cè)試的對(duì)象,具體測(cè)試對(duì)象及應(yīng)用產(chǎn)品如所示。
表3 儲(chǔ)能電站測(cè)試對(duì)象及應(yīng)用產(chǎn)品
Q/GDW 564-2010 《儲(chǔ)能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》 規(guī)定:“儲(chǔ)能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)后公共連接點(diǎn)處的電能質(zhì)量,在諧波、間諧波、電壓偏差、電壓不平衡、直流分量等方面應(yīng)滿足國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
電能質(zhì)量改善措施:
1. 針對(duì)儲(chǔ)能并網(wǎng)產(chǎn)生的諧波問(wèn)題,可安裝濾波設(shè)備;
2. 針對(duì)儲(chǔ)能與分布式電源形成諧波諧振的問(wèn)題:
(1)安裝抑制阻尼裝置
(2)儲(chǔ)能與分布式電源的阻抗參數(shù)協(xié)同設(shè)計(jì)
(3)儲(chǔ)能接入位置的優(yōu)化設(shè)計(jì)中考慮接入位置對(duì)系統(tǒng)等效阻抗參數(shù)的影響
如圖3所示,為諧波特征的表示圖。
圖3 諧波特征的表示圖
3. 提高電壓質(zhì)量
儲(chǔ)能系統(tǒng)的引入可以有效抑制分布式能源的功率波動(dòng)和不規(guī)則啟停對(duì)于配電網(wǎng)供電電壓質(zhì)量的影響,提升網(wǎng)絡(luò)的電壓水平;
當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)引入饋線時(shí),可以在電壓越下限值時(shí),發(fā)出功率,提升每個(gè)節(jié)點(diǎn)的電壓幅值,使其更加接近 Vn,從而提高 Ivf 值;同理,當(dāng)電壓越上限值時(shí),可以吸收功率,降低越限點(diǎn)的電壓,同樣可以提高 Ivf 值。
如圖4所示,為E2000支持告警錄波,告警類型支持電壓上/下越限等,如果界面中已經(jīng)勾選相應(yīng)時(shí)間并保存配置,事件發(fā)生即會(huì)開(kāi)始錄波。
圖4 電壓上/下越限
而關(guān)于以上所提到的電能質(zhì)量問(wèn)題,E2000電能質(zhì)量分析儀可作為一款有力的測(cè)試分析設(shè)備,來(lái)協(xié)助用戶監(jiān)測(cè)分析。
E2000電能質(zhì)量在線監(jiān)測(cè)裝置可以監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)電壓、電流、 功率、電能、 頻率、不平衡度、諧波、閃變、波動(dòng)等電能參數(shù),支持暫降錄波,穩(wěn)態(tài)事件記錄,通過(guò)Modbus(486/TCP)或IEC103協(xié)議可以將數(shù)據(jù)接入電網(wǎng)后臺(tái),全面定位與分析電能質(zhì)量問(wèn)題。同時(shí)E2000電能質(zhì)量在線裝置比目前市場(chǎng)主流的電能在線裝置更加小巧,可以靈活集成到光伏并網(wǎng)監(jiān)測(cè)機(jī)柜中,無(wú)需額外再配套屏柜,不僅降低了項(xiàng)目成本,也提高了現(xiàn)場(chǎng)的空間利用率。如圖5所示為E2000裝置圖。
圖5 E2000 裝置圖
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