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金色慧能陈强:储能变流器和储能系统集成关键技术

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国储能网 发布时间:2019-05-08 浏览:
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中国储能网讯:4月24-26日,由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会主办的第九届中国国际储能大会在浙江省杭州市洲际酒店召开。在4月25日上午的“微电网与储能”专场,金色慧能(宁波)储能技术有限公司副总经理陈强在会上分享了主题报告《储能变流器和储能系统集成关键技术》,以下为演讲实录:

陈强:各位尊敬的行业同仁,非常荣幸在美丽的钱塘江畔向大家做这个汇报。

第一部分是储能变流器关键技术,产品的核心竞争力体现在高可靠性、低成本、高效率、电网稳定控制能力。高可靠性要有完善的保护功能和充分的实验测试。低成本不但是变流器本身低成本,还有导致的系统低成本。高效率通过先进的拓扑、调制技术和交直流混合供电策略等实现。电网的稳定控制能力体现在平抑发电功率波动、改善电能质量、支撑电网电压和频率。变流器的优化设计首先是拓扑结构的改进,从以前的1000V系统的两电平、T型三电平到高压1500V系统的I型三电平,效率越来越高,而且随着输入输出电压的提升,整个系统的成本都在降低。多台PCS并联接双绕组变压器,取代双分裂变压器,再加上单机功率的提升,变压器的功率可以越来越大,变压器的成本越来越低。多台PCS的并联是通过PWM载波同步实现,这种控制方式下会极大抑制并联环流。PCS的技术难点主要在四个方面:第一是并网运行模式,动、静态电网支撑;第二是离网运行模式,这是主要难点所在,非线性负荷下的谐波抑制,冲击性负荷抑制,三相不平衡负荷下微电网电压控制,可以采用三相电压的正负序分离进行控制,变流器交流并联协调控制;第三是并离网运行模式的切换,非计划性并网切向离网的稳定性控制,离网转并网的同期并网控制;第四是多储能均衡充放电控制。目前存量非常大的光伏电站有加装储能的需求,可以在电网侧加装,也可用双向的变流器进行直流侧的储能加装改进。直流侧储能改造的优点是无需升压变和交流线缆,成本低;直流侧实现能量转移,效率高;无需并网审批,手续简。但直流侧储能改造的缺点是容易造成光伏逆变器MPPT控制出现误差,影响发电效益。我负责了格尔木的一个直接侧接入储能的项目,能够兼容各厂家的光伏逆变器。我们的储能系统监听光伏逆变器和光伏电站监控系统的通讯,通过特定的控制算法精确判断光伏逆变器限电量,充放电过程不影响光伏逆变器的MPPT。这是一个整天的运行曲线,系统效率大概90.5%,高于交流侧储能系统效率。我采用一种更先进的控制系统软件开发方法,优化了控制流程,提升了开发效率。电气仿真通常是使用MATLAB/SIMULINK仿真平台采用Simpowersystem封装子模块库实现,SIMULINK提供了一个封装子模块库Embedded Coder,它提供了相应的封装子模块,能够与仿真得到的控制模块组成一个控制程序转换模型,直接生成控制系统软件程序。这页PPT左边是一个电气系统仿真模型图,仿真通过后把Controller这个控制模块拿出来,结合相关的Embedded Coder中的子模块,构建出PPT右边显示的源程序转换模型,有两个中断,一个是ADC中断,一个是串口通讯中断,还有主循环程序模块,将它编译在CCS里自动生成相应的控制系统软件程序,这一方法能够极大地提高产品开发进程。变流器在微电网当中的应用分共交流母线和共直流母线两类,通过微网控制柜跟电网之间实现连接,具有无缝切换功能。

接下来介绍一下储能系统集成技术。储能系统的应用主要是:在可再生能源中的应用;在微电网中的应用;削峰填谷、负荷转移;需求侧响应;偏远、无电、海岛地区离网应用。系统集成设计四个环节:明确项目需求信息,做出详尽的技术方案,明确的生产工艺文件,总结经验。系统集成设计三个要素:系统安全性设计,智能消防、智能温控、智能防护;系统稳定性设计,高性能设备、高集成设计高集中管理;系统可靠性设计,全系统接地、全系统监控、全风险预估。这是集装箱储能系统的内部结构图,40尺集装箱标准柜具有电池系统和电气系统、照明、独立供电、消防和烟感温感控制等。集装箱内部配置独立的温控及消防系统,温控及消防系统具备数据和后台通信等功能。智能消防的三种主体方式气溶胶、七氟丙烷和水淹方式,采用七氟丙烷的方式,消防策略是多点采样检测。为防止直击雷,储能单元设置避雷针,箱式储能系统、箱式变压器均处于防雷保护范围内。储能变流器交直流侧、中压母线进出线上装设避雷器。各设备均采用独立接地设计。电池的正负极的绝缘检测也是非常关键的,通过一个检测电路,形成一个二元一次方程计算得到正极、负极对地的阻抗,判断是否达到绝缘要求。

接下来介绍我们公司金色慧能,我是去年7月成立,这是部分产品的检测认证。我们的主要产品:1.25MW光伏逆变器/储能变流器,500kW  PCS、250kW  PCS(含变压器),户用混合机,户用一体机,电池储能系统。这是我们已完成、在建和在洽谈的项目,目前已完成9.8MWh储能系统,1MWh增城项目是我们的第一个项目,从签约到我们实际交付的大概40天,里面的主要核心产品都是我们自己开发的。

汇报完毕,谢谢!

 

关键字:储能大会

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