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科陆电子王建谊:储能在智能配电网中的应用

北极星储能网  来源:北极星电力网    2020/10/29 17:05:57  我要投稿  

北极星储能网讯:“随着社会的发展,尖峰负荷和低谷负荷差异越来越大,商业区受到电商模式冲击,其负荷特征变化明显。第三部分就是城区内的电动车的充电桩布局受配电资源的制约,电动汽车已经上升高国家战略了,大家都希望在城区充电,这就加剧了配电资源的不均衡。同时城区类的变电站资源紧张,我们在改扩建、增加间隔,很多的规划很难实施落地了。同时线路的负载也不均衡,城市区域内的电网设施改造成本高,提了很多的现状,储能则能在多个方面解决这些问题。”深圳科陆电子科技股份有限公司高级行业研究员王建谊在“储能在智能配电网中的应用”报告中表示。

北极星电力网联合国网浙江省电力有限公司电力科学研究院于2020年10月29日至30日在浙江杭州举办以“能源智慧物联,配电技术创新”为主题的“第一届智能配电网建设研讨会”。北极星电力网全程直播》》》现场直播|第一届智能配电网建设研讨会 

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文字实录:

王建谊(深圳科陆电子科技股份有限公司 高级行业研究员):谢谢大家,非常感谢北极星以及各位让我有机会在这里和大家做分享。储能的话,比较多的同仁也会关注到,近几年我们认为发展还是比较快的,但是在电网侧,尤其是在配电侧这些年来大家也做了很多的试点,但是由于一些原因,尤其是国网的826文件之后,对电网这一侧的投资是有所影响的,但是实际上随着单位的造价成本以及它的技术的不断成熟,尤其是今年在电源侧,更大的是在新能源配套,第二个储能作为一个新技术在参与电网安全生包括传输的领域会发生更大的一些作用。以下内容将从四个部分进行介绍。

配网现状及发展

电网负荷来看,峰谷差加剧。夏季空调制冷负荷就已接近华中、川渝电⼒负荷的1/3,华东达28.7%,京津唐达28.9%。

由各种分布式电源、储能单元、负荷以及监控和保护装置组成的集合;能在并网运行和孤岛两种模式间切换;可同时向用户提供电能和热能;系统容量一般为数千瓦至数兆瓦。

以配电台区供电区域内的各类传统负荷、包含蓄冷蓄热和电动汽车在内的可控负荷、分布式光伏为基础,配置一定容量的储能设备,构成微电网,实现配电低压台区内“网-源-荷-储”的灵活互动、协调控制和能量优化,满足分布式光伏的就地高效消纳、负荷的友好互动,提高供能品质和可靠性。

储能在配网中的价值

储能在配电网中价值,第一个是缓解区域电网峰谷差大、迎峰度夏和迎峰度冬的供电压力;第二个是提高设备利用效率,延缓电网建设投资;第三个是为输电线路故障提供快速功率支撑;第四是改善区域电缆率不断提高带来的电网无功支撑能力不足问题。在电价低谷时段充电,在电价高峰时段放电,削峰填谷从而获取差价收益。另外通过重载设备制动能量回收,可实现节能;按照不同的地方政策,用户可根据响应降低的负载功率获取补贴。降低用户侧增容费用,通过降低最大负载功率,降低新增变配电设备投资及基本电费。

台区微电网分布电源渗透率100%时,负荷带载能力可以提高到200%;在特殊情况下,可以采用台区之间在低压侧就近相互转供负荷,又可以使台区带载能力提高140%。对主电网不增加任何压力和负担。

带载能力大幅度提高,可以解决老城区变压器扩容难题,解决居民小区充电桩因变压器容量不够无法安装问题等等。

综合效益

1、分布式发电、配电网与负荷的优化分组设计方案,实现多态运行模式和灵活网络结构;

2、台区微电网局部实现市场化,是电力系统的创新,又不影响电网大局;

3、降低系统损耗,提高末端电压合格率;

4、微电网之间电力转供解决老旧城区负荷紧急增容扩容问题,解决电动汽车充电对电网冲击问题;

5、用户与电网双向互动成为简单控制的事情;

6、支持新能源自由接入;

7、自适应式双向电流保护控制方法,实现多类型微源的“即插即用”高效兼容,实现微电网快速保护与运行控制。

科陆配网储能系统

储能系统目前的应用是这样的情况,通过电池单体进行串联和并联形成一个电池模组,再组装成一个电池架,在电池架当中,现在大家看到装的是一个集装箱的模式,在这个模式当中我们提供了BMS、热管理设计、结构设计、电气设计以及消防设计,因为它是一个独立的电气设备,要考虑它的安全、运行和管控。可以跟大家详细介绍一下,BMS就是指叫做电池管理系统。我们刚才也提到,储能装置其实它比较重要的是两部分,大家看到电池部分占整个投资的成本50%,电池随着这么多年电动汽车的发展,目前磷酸铁锂电池在汽车储能里面已经占了比较大的部分,国内也是主流的,我们都是采用这种磷酸铁锂电池的模式,安全性也是比较可控的。

为什么有热管理设计呢?电池在充放电过程中一定会发电。结构设计,就是通过热力的管道和制冷的通风可以让其保持低温,消防设计是可以保障它的安全。大家用手机,可以感受到手机的电池是动态变化的,它不是说我今年的效率是99%明年的效率就是95%,而是随着运行条件的变化给一个预估预判。

主要的设备,室外柜,可以看到规律可以从60千瓦到180千瓦。单体的容量可以做到66千瓦到200千万时,这是在配网侧,实际上目前业内像我们在电源侧,容量密度是比较高的,可以根据容量需求组合不同的规格。提供多规格也是方便我们在配网现场安装条件局限的情况下进行多种选择。这是一个室内型的组成系统,可以分电池架、消防系统、管理系统,根据室内的单独布置,另外也有一些数据监控系统等等。通常是根据具体的地形来进行配置,因为这里面把消防、电气都考虑到了,接入工期都比较简单。

在微电网储能项目中,2019年7月正式投运的,包含在南网的光伏发电系统以及充电桩等等,储能系统可以提高光伏发电的调节能力,每天可为200台出租车提供充电服务。现在它也是一种比较热的方式,在很多的地市、政府都提出了这种方式,通过在充电站屋顶建光伏,安装储能装置,白天可以进行充电,也可以进行储存。在晚上可以用储能装置进行充电,白天通过它再放给电动汽车,价差是比较可观的。

电网侧的储能项目,电网侧通常的功率就会比较大一些,我们通常说的电网侧是指目前可以配置在变电站内,提升电力供应保障水平。这个项目它已经是前年就已经投运的了,到今年为止,目前的发展情况,变电站这部分的储能大家已经开始推虚拟电厂的概念了,大家做智能配网比较关注的,大家关注到5G基站的储能,包括电动汽车的各种模式,虚拟电厂的概念会更广泛深入进来。很多的设备,大家看到我们这个储能箱,比较多的是接入在十千伏的低压侧,双向变流器输出的电压基本在380V到10k伏这样的。

科陆储能技术优势

科陆电子1997年成立,公司是涵盖计量、智能配网、充电和储能,五大业务领域。我们储能系统在研发生产建设运营的是全产业链的布局。

研发——储能电池PACK、变流器、电池管理系统、控制系统、高低压设备等核心设备系统研发与系统集成;

生产——领先的2.4GWh/年储能系统生产线,成熟的储能系统生产管理,保障产品工艺、质量与服务;

建设——储能系统设计、设备供应、工程建设、调试、验收等,具有丰富的项目建设经验,交付周期短;

运营——深刻理解储能系统不同应用场景的商业模式,具备丰富的储能系统运营经验。

全产业链的一个生产设计,我们在江西有电池的生产基地,在成都我们做变流器系统的研发,在成都我们做EMS等的开发,再苏州做一些变配电的设备,调试基地是在深圳。整体的优势是我们是国家级实验室,通过这个实验室我们对大量的电池单体和模块进行长时间的检测,通过不断的运行来测试数据,来进行模拟,因为电池这个产品,我们前面讲跟大家一样,是一个材料科学,电池从材料、分装包括成品的检测,整个的一致性对它的利用率、效率是非常重要的,储能的话大家更在乎的是一种引领模式,储能要通过长时间的运行获得经济收益,包括我们电网做的项目,也要预算收益的模型,真正达到设备的投入和产出一定要符合各方面的要求。在行业地位和储能技术装备,我们是从2010开始做储能,在这个行业当中,尤其是后面我会介绍到,在大规模储能中我们目前是行业内业绩最多的。

国家能源局的可再生能源规模化储能并网实验室,有七个方面的测试和研究。这也是我们承担国家重大研发专项,整个系统包括安全性、长寿命、顶级的封口工艺包括高能量密度、高功率密度以及性能稳定。我们在华润海丰电站,这是国内目前最大的调频电站,总共采用的是60台储能逆变器,它创造了国内多个第一,它可以作为黑启动,可以关注到我们在配网中很少说自己是一个独立电网,一个是在边远地区,像西藏、海岛、新疆做了很多离网的项目。从美国大停电后他们更关注储能的发展,包括电源点的选择,包括像广州、浙江,在部署电源点的时候是非常关注的,在周围电停了之后,哪些电源点能启动起来进行发电,我们做了电网直调,第二个我们可以做大调频,调频是什么概念呢?就是说,我这个储能装置可以接收到上千次的调度运行,第一个保证效率,第二个保证响应速度。在这里面我们可以做一个电网的安全支撑,在这样一个高频率响应时间,全系统的响应时间是在50毫秒以内,技术已经非常成熟。当然,因为在广东已经实现了辅助服务市场的经济化运行,目前这个电厂的调频项目收益也是非常好的。

我的汇报主要就是这些,谢谢大家!

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