謝彬：微電網(wǎng)中的儲能技術(shù)與應(yīng)用

2014年6月23日，由國家能源局指導(dǎo)，中關(guān)村儲能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟（CNESA）與杜塞爾多夫展覽（上海）有限公司共同主辦的儲能行業(yè)第三屆年度高峰論壇——“儲能國際峰會2014”在北京國家會議中心隆重開幕。中廣核太陽能開發(fā)有限公司謝彬先生在會上發(fā)表主題演講。

中廣核太陽能有限公司 謝彬：

大家早上好。我是中廣核太陽能有限公司的謝彬。下面和大家分享一下中廣核太陽能公司光伏微電網(wǎng)在儲能方面的技術(shù)與應(yīng)用的一些經(jīng)驗。中廣核太陽能公司是中廣核集團的二級子公司，是中廣核集團在太陽能產(chǎn)業(yè)唯一的專業(yè)投資平臺，主要業(yè)務(wù)是電站的投資和運營、光伏光熱項目以及微網(wǎng)項目。下面我介紹一下我們在大型微電網(wǎng)電站運營的主要難點。第一個難點是大規(guī)模微電網(wǎng)系統(tǒng)需要同步機特性的多機并接運行，由于現(xiàn)在我們并不具備同步機特性，所以其實限制了組網(wǎng)規(guī)模和組網(wǎng)方式，也影響了組網(wǎng)的應(yīng)用和拓展性，另一個難點是對于光儲能峰巔控制。

因為光伏發(fā)電的特性是隨機波動，需要進行大功率跟蹤，因此蓄電池充放電需要遵循該特性，光伏電量的變化影響了充放電的控制。我們現(xiàn)有技術(shù)還不能兼顧充放電控制及逆變器的運行。而對于逆變型電源來說，只能應(yīng)用單一類型電壓源，并網(wǎng)時候多以電源方式介入，不能實現(xiàn)多種電壓源并結(jié)組網(wǎng)。另一個難點是頻率問題。由于光伏發(fā)電和負荷用電是隨即波動的，對于電站來說，要保障供電的平穩(wěn)，同時還需要功率調(diào)配和保障安全度，也需要通過電量調(diào)控來保障系統(tǒng)的可靠性。實際上對于多源系統(tǒng)來說，它的難點在于能量平衡的問題。因為多源的系統(tǒng)需要能量管理系統(tǒng)來進行協(xié)調(diào)。而多源的連接、多態(tài)的共存、多源的并接等，這些都需要根據(jù)設(shè)備狀態(tài)、用電需求等情況進行統(tǒng)籌管控。

我們認為大型光伏離網(wǎng)電站的關(guān)鍵技術(shù)包括設(shè)計的優(yōu)化，合理的配置，以及善于使用設(shè)備運行模式等。我們采用的方案是黃河儲能，通過科學(xué)的搭配，對于儲能的充放電特性進行充分的應(yīng)用，在這里儲能相當于負荷調(diào)配的結(jié)點。然后通過平抑波動、平衡功率等方式，對能量進行智能的管控。對于高滲透率電源構(gòu)建的微電網(wǎng)，頻繁的大幅度劇烈波動，需要設(shè)備能夠快速反應(yīng)，能夠平衡這些光伏發(fā)電的劇烈波動。而儲能在高滲透率構(gòu)建的微電網(wǎng)中，提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性以及效能。

儲能系統(tǒng)的主要層級有：電池管理層級，簡稱EMS，用于對所有能量和負荷預(yù)測進行調(diào)度；另一個是PCS的管理層級，主要是對電池的控制和對能量系統(tǒng)的調(diào)度，能夠隨時平抑各種負荷和發(fā)電的波動。中廣核做了很多示范項目，包括青海玉樹曲麻萊縣的7.2兆瓦項目，以及另一個3兆瓦的項目。

下面我將重點介紹一下青海玉樹曲麻萊7.203兆瓦項目的基本情況。曲麻萊縣的總變壓器容量約為5.6兆伏，之前是通過自取水電網(wǎng)進行供電，根據(jù)電力調(diào)配大約每三天可以給曲麻萊縣供一次電，供電量約為600千瓦。中廣核為了解決曲麻萊縣長期不能穩(wěn)定用電的問題，申請了離網(wǎng)電站項目。

我們的7.203兆瓦供電項目的配置是：5兆瓦時的鋰電，20兆瓦時的儲能系統(tǒng)，7兆瓦光伏發(fā)電系統(tǒng)。我們采用集裝箱式的用電器，電站的技術(shù)特點之一是采用了微電網(wǎng)架構(gòu)，實現(xiàn)了大規(guī)模的光儲電站；同時采用了多維動態(tài)的EMS系統(tǒng)來實現(xiàn)智能管控，保證了系統(tǒng)的高可靠性。目前該電站已經(jīng)運行了半年左右，能夠持續(xù)為縣城供電。通過該項目的實際運行情況我們發(fā)現(xiàn)，無柴油機的大型離網(wǎng)電站在技術(shù)上是可行的，而且比較可靠。

同時我們也發(fā)現(xiàn)一些問題。首先是鋰離子電池和鉛酸電池的混合結(jié)構(gòu)對整個系統(tǒng)可靠性有明顯的提高，且儲能溫度分布對電池性能影響也很大。所以在大規(guī)模系統(tǒng)運行過程中，鋰電池和鉛酸電池的加熱負荷很高，這主要是由于地處高海拔地區(qū)，溫度特性較差，電池電量必須分出一部分對整個系統(tǒng)進行加熱。

鋰電池儲能系統(tǒng)在整個電站中擔(dān)當了電壓源的角色，它對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性有著巨大的影響。而用于檢測電子電源和溫度的鉛酸電池儲能系統(tǒng)不如BMS系統(tǒng)可靠。因此該系統(tǒng)的BMS層級仍需進一步提高和完善，才能使電池的效能發(fā)揮到最大。

在這種大規(guī)模離網(wǎng)電站中，我們又增加了遠程監(jiān)控、診斷和升級功能，這對于偏遠地區(qū)商業(yè)化運營十分重要。但該電站的遠程監(jiān)控能力、故障分級和大數(shù)據(jù)處理能力，以及自學(xué)習(xí)能力，和EMS都有待提高。同時大型離網(wǎng)電站對設(shè)計、施工和設(shè)備要求也很高，要在項目前期的開發(fā)階段做好充分的準備。

謝謝。