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    構網型儲能技術發展態勢

    2024-04-22  瀏覽量:662


    隨著新型電力系統的建設,新能源在電力系統中的占比將逐步提升。截至2023年底,風電、太陽能裝機占全國電源裝機占比達到35%以上,發電量占比14.5%。國家能源局印發《2024年能源工作指導意見》提出,到2024年底,風電、太陽能發電量占全國發電量的比重達到17%以上。

     

    隨著風電、光伏發電在電力系統中占比的逐步提升,電力系統的運行模式發生深刻改變,特別是在西藏、新疆、甘肅、寧夏在新能源高占比、電網相對薄弱的地區,以及依托沙漠、戈壁、荒漠地區建設的新能源大基地送端,面臨著多場站短路比過低、寬頻震蕩、慣量水平低、電壓和功角穩定性差等問題。

     

    構網型儲能一般指構建并維持輸出電壓和頻率,以電壓源特性運行,主動支撐電網的儲能系統,特別是在電網發生故障時主動支撐電網。

     

    構網型儲能是行業目前關注的熱點,國內諸多主流廠家均推出具備構網能力的儲能設備,在部分項目中已得到應用。同時,新疆、西藏等地的構網型儲能項目已開展人工短路試驗,驗證構網型儲能對電力系統的主動支撐能力。

     

    構網型儲能尚處于起步階段,行業尚未建立統一的構網型儲能技術要求,通過觀察主流廠家的構網型儲能技術,探索當前和未來構網型儲能的技術發展態勢。

     

    首先,構網型儲能應具備一定的短時過載能力。在電網發生暫態故障時,構網型儲能通過提供短時過載能力提供有功和無功,主動支撐電網。行業目前普遍要求儲能系統在3倍過載時可提供10秒的支撐能力,盡管短時過載持續時間行業仍有爭議,但提供短時的過載能力仍是構網型儲能與常規跟網型儲能的主要差別,也是影響設備價格的主要因素。

     

    常規儲能電站PCS普遍具備1.1倍過載長期運行,1.2倍過載1-2min的運行能力,1.510秒左右的過載能力。為實現儲能系統的短時過載能力,一般通過常規PCS“超配”的模式來滿足過載要求,通過調研了解,為滿足310s的過載能力,行業一般將PCS超配2-2.5倍。

     

    其次,構網型儲能PCS控制策略不同。常規跟網型儲能主要運行于電流源模式,依賴于鎖相環PLL跟隨電網電壓和相位,構網型儲能運行于電壓源模式,在電力系統發生擾動或故障時,提供有功和無功的暫態支撐能力,抑制電壓和頻率的快速變化,一般來說,構網型儲能在控制策略上需具備快速電壓支撐、慣量響應、一次調頻、阻尼控制、相角跳變耐受、故障穿越、黑啟動等能力。

     

    最后,構網型儲能保護定值需進行適應。由于構網型儲能需具備短時過載能力(例如310s)以及故障或離網的主動支撐能力,儲能系統及涉網的保護定值需進行適應。例如,BMS、斷路器等設備的過電流保護定值需躲過短時過載電流,同時需校驗保護的配合和選擇性。

     

    構網型儲能作為新興技術,行業仍處于探索的階段,電網的需求尚未明確,相關的規程規范尚未建立,儲能系統標準配置和做法尚未統一,但構網技術是支撐新型電力系統建設的“剛需”,下一步,構網型儲能在單體PCS的過載能力、控制算法、仿真建模等方面將會進一步進行技術提升和優化,滿足不同電網或地區差異化的構網要求。無論構網型儲能處于現階段的發展初期,還是將來技術系統成熟并被廣泛推廣運用,這些都離不開基礎設備例如ups電源、儲能電池、逆變器及相關電力設備的配套同步發展,產品的技術和質量都不可或缺。


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