储能技术在光伏电站并网中的运行分析
发布时间:2015-11-06    编辑:gaowei   来源:西电集团
本文摘要:中国目前大量的在建抽水蓄能电站。像这种电影机设备都可以国产化了,一个项目投资可能几十亿,随着资源的开发,会把抽水需能电站做一个景点。储能系统需要启动装置设备进行转换……


  首先感谢有一个交流的机会,今天报告有几个部分,首先对西电有一个简单的介绍,第二是电力电子产业,第三是储能技术,最后一个部分是西电集团目前在互联网或者微电网做的工作。

  西电是一个央企,作为共和国的长子,在中国输配电做过很多第一,这个也是国家的定位,有的产业是赚钱的,有的是不赚钱的,但是作为央企是做很多前瞻性的研究。西电集团产业范围,简单的说有五大电力集团,发电厂的输出电到各个工厂到千家万户,中间的所有设备西电都可以供货,现在随着国家电网在设备上面做了很多工作,包括很多民用企业对电网的设备可以供货,所以西电目前压力比较大,目前向工业领域、新能源领域转移。

  这是输配电方面的产品,这个产品和目前做的系统里面的产品区别非常大,很多设备现在比较高,在前些年在南澳做的柔性直流输电,一个工程上面换东西的时候,上面同时有七八十个人在上面换东西,这个设备体积比较大,和一般产品区别也比较大。另外西电作为在国家级的企业技术中心方面有很多种定位,有前瞻性的研究,国家和陕西省都有经费支撑。中国目前正在做的正负1000千伏特高压的直流输电,包括1100千伏的交流输电在全世界都是领先的,包括前面刘云峰博士提到的大能量长距离的输送,这个在国外是很少见的,目前中国在IEC很多协会的主席方面负责人,或者标准的起草都是中国在主导,这个也是随着中国国力的提升,有些我们事情我们没有想得特别清楚,但是可以做,在做的过程当中不断积累经验,这是发展的一个过程。有的实验不管设备多好不可能在实验室做所有的实验,我们在实验室尽可能的模拟,在这种情况下,不能成功,损失比较大,实验设备上面投入也是比较大的。这样我们公司的产品,包括传动的产品,包括新能源发电和电能质量理方面,尤其是柔性直流输电,目前是输配电非常热的发展前沿。

  再说一下电力电子产业,这个产品与储能系统,包括微网,包括能源互联网都是非常重要的基础,这个产品的性能很大程度上决定了微电网的使用的效果,包括能量的接入,能量的转换,包括你并网,包括对蓄电进行充电都有很大的关系。中国目前电力电子产业发展了20多年,这其中很多一个方面取决于中国对ITBT非常良好的应用,这个将来会逐渐影响我们产品的研发。这是各种不同的器件,种类繁多,性能各有差异,在实际产品选择中间要根据自己产品的特点选择适合自己的器件。

  另就是拓扑结构,全世界研究了二三十年了,每年研究拓扑结构的文章非常多,几万篇是有的,但是大浪淘沙,能留下来,在产品中间得以应用的,获得大家企业接受的还是比较少数的。目前有六种拓扑结构,覆盖了目前各种电力电子产品80%、90%以上的产品。很多硬件设计很多企业都过关了,控制上方法和性能研究非常重要。另外这个电力电子产业范围广泛,不管是输配电、电能质量包括可再生能源、清洁能源、工业里面都有储能的身影,在各行各业有不同的作用。另外这个市场前景广泛,随着能源互联网包括微电网其他产品的应用,电力电子产业未来20年甚至更长时间都会取得更好大的发展。我们原来是一个民营企业,后来被西电收购了,感受比较明显,对中国发展发展速度比较快,国家政策也是比较密集,所以在中国的发展中,我们觉得所有的企业应该关注国家发展的大潮流,符合这个潮流,你企业得到发展非常快,国家政策也支持,资金也支持,地方也支持,业主也支持,如果你逆潮流而行,做一些边缘的东西,非常容易被市场淘汰,前几年不是很明显,随着目前的发展越来越明显。像"一带一路"很多国家企业争相走向世界,"一带一路"沿线有60多个国家,投入巨大,而且这里面政治风险、经济风险国家都有很大的资料、报告和研究,如果在这方面做出口比较安全,你超出这个范围有时候需要你自己的企业防范风险。

  储能技术我简单说一下,像抽水蓄能储能、压缩空气储能、飞轮储能都是应用非常广泛的,还有超级电容储能。这个是抽水蓄水电站,抽水蓄水电站,电多了,把这个水从下面抽到山上去,外面需要电的话,我把水从上面放下来发电,大约是四度电换三度电,虽然看效率比较低,但是大的蓄水电站在国家电网的稳定性,调峰、调频等等方面是非常至关重要的,中国目前大量的在建抽水蓄能电站。像这种电影机设备都可以国产化了,一个项目投资可能几十亿,随着资源的开发,会把抽水需能电站做一个景点。储能系统需要启动装置设备进行转换。你瞬间需要大能量我给你输出,在时间轴上也是不同的,每一个系统里面有储能的需要,根据你需要储能做什么用做一个选择,需要多的情况下,可以进行混合采用。这个具体的比较多,包括能量,包括时间度,包括功率,包括容量,有的小,有的可以做得比较高,我就不一一介绍了。

  这个是锌溴液流电池目前在国际上也有很多在使用,能量虽然比较低,但是也是能量型的。这个锌溴电池里面如果是20千瓦的,只能以这个容量来放点,21可能还能行,22可能就不行了,作为功率是不合适的,这是一个特点,但是最大的好处就是不起火,这个相对来说还是比较安全的。铅酸没有被淘汰,仍然被大量采用的,包括电动大巴、电动汽车包括煤矿的储能设备,铅酸还是大量在采用,因为它的价格比较便宜,但是也有缺点,储电比较少,回收起来也有很多工作要做。像钠硫电池有很多好处,包括放电、功率型等等,但是还是存在燃烧的风险,不同系统里面会安全程度设置不一样,这个产品也会有区别。锂电池是能源互联网当中应该的比较多的,在工厂里面也碰到过有着火的,锂电池非常好,很多公司对BMS非常不重视,一个好的锂电池,选了一个很烂的BMS系统两个一配合卖给用户,我们当时使用起来就非常困难,BMS经常给你误报,没有故障报故障,有故障不报,后来也会出现隐患,所以做一个好的产品其实不单是你自己产品好,而且产品相关配套很重要,要引起足够的重视。在有些行业像输配电里面,目前发展的非常多,而且也非常快,投资也非常大。储能技术包括发电、配电、运电间都有很大的作用,最大的作用就是蓄电池,我可以给你提供额外的辅助,这是最简单的。另外就是无功功率控制,球面大量的BMS,我可以提供无功的工程。另外像功率型的产品进行能量交换,这边需要能量了,我可以迅速的给你支撑。在煤矿领域,目前对应急电源有要求,煤矿里面,如果双路供电的情况下,技术都断电了,我应急电源可以提供一个必要设备的供能,确保人的逃生过程。储能发展安全很重要,锂电池有些风险,但是目前发展速度很快,越来越安全。第二就是小型的模块化加热插拔也是一个发展方向,原来比较有名的公司做电动汽车,当时邀请国家领导人说我们这个电动汽车做得非常好,可以跑几百公里,领导说好,从北京开到承德我们看看效果。这个产品一直比较可靠,但是那天刚刚离开北京一百公里,在路中间的时候车坏了,就因为一个锂电池坏了以后,整个车都停了,到不了,最后没办法北又派车接送,如果是一个模块化的,热插拔的,我就可以拔下来继续使用,在很多领域里面是发展方向。包括输配电国家要求非常高,从你投运那一天起,原则上要求25年,35年不能损坏,但是这个很难做得到。另外就是要考虑到采购成本和使用成本,现在家里很多用的代步产品,都是用使用过的电池来做,短期内成本比较低,长期来看成本会比较高,另外就是混搭,有些电池有这种特点,有的有那种特点,你可以选择你的需要。

  另外这个就是刚才前面很多人提到了能源互联网、微电网这个是发展所需,不是人为设计的,德国很多能源互联网怎么起来的,你家换个太阳能,我家弄个小风电,他家弄一个蓄电池,自然就形成一个能源互联网的处境,这个情况下,给使用者提供很多新的需求,怎么管理,怎么调度,这是天然形成的,不是我们设计的。能源互联网能量是非常重要的一方面,还有就是目前能源互联网非常的便利,国家在这方面实行政策,像绿色证书,我发的绿色电,国家给我一个证书,这是一个交易的平台,国家相关的高层的政策在这里进行使用。包括一些智慧小区,跟电网挂起来,电在末端里面有很多智能,智能化的调度,远程的管理等等,这里面还有重要的就是纯商等等很多方式实现自己的收益。

  简单介绍我们几个产品,一个是我们做的PCS,这个设备目前有250千瓦或者500千瓦更大的,有的可以并,有的可以串,有的方式有很多种,有的是通过一个变压器或者多个变压器并,有的有的环流,有的没环流,这个是具体设计的时候考虑的问题。这个产品我们目前在神华集团煤矿已经用了,主要对煤矿原来已经存在的铅酸蓄电池进行使用,另外同时增加一部分的电池进行互补,实现煤矿企业的发展,这个蓄电池有时候用,有时候不用,作为应急系统作为一个激活使用,这也是一个方向。另外就是BMS,这个产品虽然很便宜,在通信电源上用BMS,两块电路板还有传感器,包括过路保护、控制、SOC很多性能,就卖300多块钱,但是在系统里面功能是不完善的,虽然很便宜,你用不好的情况下,你不能良好的使用,我们也碰到过好几次这样的情况,没办法的情况下,我们自己投入人员开发了一个产品,成本比较贵,但是用起来比较可靠,这是强调配套的概念。另外智慧能源也是互联网能源,包括微电网里面最重要的,冷热电器都进行了测量,在那里消耗掉,每生产一个产品耗电多少都可以进行有效的计算,对工厂进行一个深入的研究和管理,包括储能设备提供一个指导意见。这个是直流网,所有的设备往里面挂。另外这种是大的工矿的系统。我们也做了很多微电网,每个微电网你要明确你做的实验的目标,这个里面就包括期级电容,主要的目的就是研究工矿里面有些设备突然起步过程中间能量满足要求,避免造成很大的损坏,不能运行等问题。另外这是我们在西电做的电力系统,还做了一些屋顶分布式光伏发电,我们对这个系统进行有效的发展。我就说这些,希望多一些交流,对大家有帮助,谢谢大家!

 

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