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独家观察II构网型储能技术发展态势

独家观察II构网型储能技术发展态势

04-19 14:12:36 47

数字储能网讯: 随着新型电力系统的建设,新能源在电力系统中的占比将逐步提升。截至 2023 年底,风电、太阳能装机占全国电源装机占比达到 36% ,发电量占比为 15% 。国家能源局印发《 2024 年能源工作指导意见》提出,到 2024 年底,风电、太阳能发电量占全国发电量的比重达到 17% 以上。 随着风电、光伏发电在电力系统中占比的逐步提升,电力系统的运行模式发生深刻改变,特别是在西藏、新疆、甘肃、宁夏在新能源高占比、电网相对薄弱的地区,以及依托沙漠、戈壁、荒漠地区建设的新能源大基地送端,面临着多场站短路比过低、宽频震荡、惯量水平低、电压和功角稳定性差等问题。 构网型储能一般指构建并维持输出电压和频率,以电压源特性运行,主动支撑电网的储能系统,特别是在电网发生故障时主动支撑电网。 构网型储能是行业目前的热点,南瑞继保、华为、阳光电源、科华数能等主流厂家均推出具备构网能力的储能设备,在部分项目中已得到应用。同时,新疆、西藏等地的构网型储能项目已开展人工短路试验,验证构网型储能对电力系统的主动支撑能力。 构网型储能尚处于起步阶段,行业尚未建立统一的构网型储能技术要求,通过观察主流厂家的构网型储能技术,探索当前和未来构网型储能的技术发展态势。 首先,构网型储能应具备一定的短时过载能力。在电网发生暂态故障时,构网型储能通过提供短时过载能力提供有功和无功,主动支撑电网。行业目前普遍要求储能系统在 3 倍过载时可提供 10 秒的支撑能力,尽管短时过载持续时间行业仍有争议,但提供短时的过载能力仍是构网型储能与常规跟网型储能的主要差别,也是影响设备价格的主要因素。 常规储能电站 PCS 普遍具备 1.1 倍过载长期运行, 1.2 倍过载 1-2min 的运行能力, 1.5 倍 10 秒左右的过载能力。为实现储能系统的短时过载能力,一般通过常规 PCS “超配”的模式来满足过载要求,通过调研了解,为满足 3 倍 10s 的过载能力,行业一般将 PCS 超配 2-2.5 倍。 其次,构网型储能 PCS 控制策略不同。常规跟网型储能主要运行于电流源模式,依赖于锁相环 PLL 跟随电网电压和相位,构网型储能运行于电压源模式,在电力系统发生扰动或故障时,提供有功和无功的暂态支撑能力,抑制电压和频率的快速变化,一般来说,构网型储能在控制策略上需具备快速电压支撑、惯量响应、一次调频、阻尼控制、相角跳变耐受、故障穿越、黑启动等能力。 最后,构网型储能保护定值需进行适应。由于构网型储能需具备短时过载能力(例如 3 倍 10s )以及故障或离网的主动支撑能力,储能系统及涉网的保护定值需进行适应。例如, BMS 、断路器等设备的过电流保护定值需躲过短时过载电流,同时需校验保护的配合和选择性。 构网型储能作为新兴技术,行业仍处于探索的阶段,电网的需求尚未明确,相关的规程规范尚未建立,储能系统标准配置和做法尚未统一,但构网技术是支撑新型电力系统建设的“刚需”,下一步,构网型储能在单体 PCS 的过载能力、控制算法、仿真建模等方面将会进一步进行技术提升和优化,满足不同电网或地区差异化的构网要求。 作者:禾木 来源:中国化学与物理电源行业协会储能应用分会 电话:马焕英 地址: 北京市阜成门外大街四川大厦东塔楼13 层 官网: www.escn.com.cn 投稿邮箱:875985324@qq.com
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