首页 展会资讯 工程建设资讯 CIES2024|| 清华四川能研院张东辉:新型储能仿真与硬件在环研究与实践

CIES2024|| 清华四川能研院张东辉:新型储能仿真与硬件在环研究与实践

来源: 聚展网 2024-04-08 21:00:16 112 分类: 工程建设资讯

图片

数字储能网讯 3 10-13 日,由工业和信息化部节能与综合利用司指导,中国化学与物理电源行业协会主办并联合 500 余家机构共同支持的第十四届中国国际储能大会暨展览会(简称“ CIES ”)在杭州国际博览中心召开。

CIES 大会以“共建储能生态链,共创储能新发展”为主题,针对储能产业面临的机遇与挑战等重点、热点、难点问题展开充分探讨,分享可持续发展政策机制、资本市场、国际市场、成本疏导、智能化系统集成技术、供应链体系、商业模式、技术标准、示范项目应用案例、新产品以及解决方案的普及和深化应用。

来自行业主管机构、国内外驻华机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的 2011 余家产业链供应链企业, 53417 位线上注册嘉宾将参加本届 CIES 大会,储能网视频号线上直播 11 万人参与观看与交流。其中 300 余家企业集中展示了储能产品,涵盖系统集成、电芯、 PCS BMS 、集装箱、消防、检测认证、飞轮储能、液流电池、熔盐储热、压缩空气储能等新型储能全产业链。

3 12 日上午, 清华四川能源互联网研究院系统混合仿真研究所所长张东辉 受邀在新型储能系统集成解决方案专场(下)分享主题报告,报告题目为《 新型储能仿真与硬件在环研究与实践 》。以下为报告主要内容:

图片

张东辉: 我是来自清华四川能源互联网研究院系统混合仿真研究所的张东辉,题目是新型储能仿真与硬件在环研究与实践。

我分享的内容包括 4 部分,新型储能的暂态支撑作用、新型储能的暂态仿真工具、仿真案例、结语。

新型储能主要的作用在解决新能源出力的不连续性,随机性,波动性,新型储能发挥的主要作用是稳态电力电量平衡的作用,包括调峰和调频。但是,新型储能在暂态方面也有很重要的暂态支撑性作用。

我们大电网新能源接入比较多之后,不仅对电网的电力供应和调峰平衡产生重大的影响,还有一个重要的影响是对电力系统暂态安全的影响。现在各大电网公司非常重视,请我们做了很多专项研究。电网公司提出来把储能的暂态支撑作用发挥出来,我们做了很多的仿真实践。

新型储能参与暂态响应有其响应速度快、控制设计灵活、约束少、布点灵活等特点。响应速度快:新型储能采用电力电子接入,有功无功响应速度在 20ms-100ms 之间,响应速度非常快;

控制设计灵活:新型储能控制设计非常灵活,可以考虑各类目标和输入变量;约束少:新型储能支撑相对独立,受其他外界因素影响小;布点灵活:新型储能单体布置灵活方便。

新型储能大家提的比较多的是灵活性支撑和调频,但是它具备很强的暂态支撑作用的潜力。但是,因为新型储能有功无功控制灵活,暂态支撑的功能多样灵活,应用场景和控制目标差异比较大,所以需要精细化系统设计和设备仿真。

从暂态来说,在传统的电力系统三大稳定范畴,新型储能是有较强潜力的,因为响应速度特别快、较强支持稳定的能力。

从频率稳定来说,新型储能具备很强的支撑能力,特别是支撑一次调频,同时具备虚拟惯量的提高能力。

电压稳定。新型储能如果把逆变器优化设计一下,具备很强的局部电压的支撑作用,目前这是大的发展趋势。以后我们的储能不仅提供能量支撑,在电网里提供很强的电网暂态支撑作用。对大家的 PCS 和暂态的控制设计要求提出更高的要求,各大电网公司也在研究构网型储能的支撑作用,以后很多储能要升级为构网型储能。

功角稳定储能也能发挥作用。

下面讲暂态仿真工具。新型储能有多种多样的作用,新型储能的系统和电气设备仿真有几个,一个是机电,大家之前用过 BPA 等程序。还有全电磁仿真。如果兼顾仿真的精度和效率,可以考虑用电磁混合仿真。总的来说,因为储能它的形式多样,控制多样,现有的机电仿真难以完全把储能的作用和效果仿真出来。所以我们要考虑用电磁混合仿真。

我们这边开发了完全自主的电磁暂态仿真平台,完全自主开发的,包括动矩全电磁暂态仿真和 meet 机电电磁混合仿真,最近开始宣传。有几个技术特点,一是国产,所有从软件到算法到界面都是团队自主开发的。二技术优势明显,能够做到在不降低仿真精度的前提下,仿真效率和规模是数倍于国外的平台。三工程应用领域广,已经在多家电网公司,铁路,核电,涉密场景,高校科研院所得到工程的应用,工程界对我们比较认可。储能方面也有一些案例。

我们的动矩和 MMET 是通用仿真平台,技术平台是仿真软件,对标国外通用的软件。但是速度和规模具有明显的优势。我们做成实时化,实现半实物仿真,这是我们具备一线仿真器的水平。跨平台,实现混合仿真,比如和核仿真平台联合仿真。最后大规模,可以在全电子仿真场景,具有显著的技术优势和特点。

这是我们做的电磁混合仿真平台。这是我们做的在环仿真平台,支撑各类的数字量,包括模拟量的接口箱,连接信号量大,用在铁路的仿真里面,可以做到世界最大的硬件在环仿真,已经是产品化的了。

这是我们做高比例新能源的电磁仿真,新能源可能对局部电网产生影响,局部新能源出力多少,都需要全电磁仿真,我们能够实现局部电网全电磁模型自动搭建和自动仿真,降低电磁暂态仿真的门槛,让大家具有一定的仿真能力和话语权。这是我们的界面和试验案例。

第三块讲一下几个具体的案例,给大家讲一下新型储能在电网里面是怎么支撑电网安全稳定的。储能支撑系统稳定,现在是越来越受到重视的,以后电网公司也会对大家的并网新型储能的控制提出更高的要求,主要对控制系统设计功能更为复杂,现在只是简单的调频和定有功无功,肯定是不行的,要满足电网的要求。大规模风光水火送出的场景,这是典型的场景,这个场景下如果是功率送出规模比较大,电网要设计很多安全的控制。

如果我们可以考虑局部装的储能进行调节,具备参与电网稳定控制的能力,这是可以做到的。仿真储能参与以调代切,可以作为系统稳定控制的一部分,不管在云南还是广东,还是西北,内蒙都是有这样的场景。

第二,支撑频率稳定。目前讨论比较多的是频率稳定是支撑频率最大偏差的点,我们要控制这个。还有两个点是大家需要的,一个是频率变化率。这个东西是在某些局部孤网的状态下要求比较高,新能源接入之后系统,如果开机方式变化了导致系统转动惯量和一次调频能力下降,对虚拟惯量,频率变化率有要求。此外还有频率准稳态偏差。这是频率稳定的三点。

储能的响应时间是毫秒级,频率真正从长周期来说,从频率稳定的点来说达到频率最低点的时间一般在几秒钟,储能速度非常快,可以精细化修正三个,频率变化率,频率最大点还是偏差,都可以修正。从二道防线的稳控和三道防线都可以控制,会把电网控制措施做的更灵活。我们可以采用混合仿真的手段验证这个事情。

构网型储能各位专家比较关心。构网型储能类似于电压源,我讲的构网型储能主要是控制上的,可以在弱电网运行。大家主要提的是让构网型储能相当于常规电源运作,可以支撑其他新能源运行。我们利用电子暂态仿真,精准的模拟对新能源对电网惯量支撑的作用,是某个发电集团委托我们局部接入的地方应用构网型储能进行支撑。

还有一个案例,是我们做的大容量直挂式储能电子暂态仿真和硬件在环。直挂式储能是热点,可以把储能的效率提上来,原来储能效率只有 85% ,直挂式提到 90% ,这是它的作用。很多厂家提的比较多。

如果用自带的软件是比较准的,自带了 MMC 集成的软件。我们开发了对应的集成软件,我们的精度更接近分立元件搭建的效果,从软件建模准确性来说我们有充分的把握,这块得到了国内一些厂家的认可。我们把直挂式储能不简化的情况下用到这样的场景。速度也是远远超过其他平台的,我们的算法也有考虑,仿真速度远远快于国外的通用平台。用我们的动矩平台可以精准的模拟,我们是少数有能力的完成大规模不等值高电平储能实时硬件在环仿真,这是我们速度的比对,基本上百倍以上。

硬件在环。我们可以快速低成本的研发高容量,大容量储能,模拟测试储能的动态响应,复杂控制系统,对系统的支撑。新能源大家并网担心和电网发生宽频振荡,对新能源场站和储能进行宽频的测试,我们也是有能力的。

这是现场的应用情况。

最后做一个简单的总结。新型电力系统背景下,新型储能作为关键支撑。除了作为灵活性支撑,作为调峰之外,还能发挥比较关键的支撑作用。新型储能参与暂态响应有几个特点,响应速度快,控制灵活,约束少,布点灵活等。我们的动矩仿真平台和 MEET 机电电磁可以快速模拟新型储能对系统的暂态支撑作用,相对于国外平台在速度,规模上具有明显优势,特别适用于储能大规模电力电子设备的模拟。

以上是我的分享,谢谢大家!

图片

电话:马焕英

地址:

北京市阜成门外大街四川大厦东塔楼13

官网:

www.escn.com.cn

投稿邮箱:875985324@qq.com

资讯背景
声明:文章部分图文版权归原创作者所有,不做商业用途,如有侵权,请与我们联系删除。
来源:聚展网
  • icon 电话
    展位咨询:0571-88683357
    观众咨询:0571-88611413
  • icon 客服
  • icon 我的
  • icon 门票
  • 展位
    合作