儲能行業(yè)電能質(zhì)量問(wèn)題的應用方案

　　時(shí)下，儲能行業(yè)正在大力發(fā)展，鋰離子電池和鉛蓄電池是該領(lǐng)域應用最多的兩種技術(shù)，但除了電池，還有哪些問(wèn)題需要關(guān)注的呢?

　　發(fā)展規模儲能是解決可再生能源大規模接入、提高常規電力系統和區域供能系統效率、安全性和經(jīng)濟性的迫切需要，是當前各國為即將到來(lái)的工業(yè)革命進(jìn)行重點(diǎn)布局的“前沿陣地”。

　　目前我國儲能累計裝機及增長(cháng)情況如表1所示。

　　表1 我國儲能累計裝機及增長(cháng)情況

　　其中，從技術(shù)分類(lèi)上看，鋰離子電池的裝機容量所占比例最高，約74%;其次是鉛蓄電池和液流電池，分別占14%和10%;從應用上看，可再生能源并網(wǎng)、分布式發(fā)電及微網(wǎng)是中國儲能應用最重要的兩個(gè)領(lǐng)域。據權威部門(mén)統計，我國儲能2025年儲能總裝機容量24GW(24000MW)。

　　如圖1所示，為分散式儲能系統布局圖。

　　圖1 分散式儲能系統布局圖

　　目前我國儲能十大示范工程中的國家風(fēng)光儲輸示范工程、甘肅酒泉“電網(wǎng)友好型新能源發(fā)電”示范、格爾木新能源光儲電站、保定英利工業(yè)園區光儲微網(wǎng)示范工程、深圳欣旺達園區微網(wǎng)示范工程、福建湄洲島儲能電站示范工程、福建安溪移動(dòng)式儲能電站等基本均采用鋰離子電池技術(shù)。

　　如圖2所示，為格爾木新能源發(fā)電現場(chǎng)。

　　圖2 格爾木新能源發(fā)電現場(chǎng)

　　由此可見(jiàn)，電池，尤其是鋰離子電池技術(shù)對于儲能的重要性。那么，除了電池問(wèn)題，是否還有其他問(wèn)題值得關(guān)注?

　　儲能發(fā)電主要分為發(fā)電側、電網(wǎng)側、用戶(hù)側，各部分作用如表2所示：

　　表2 儲能發(fā)電的分類(lèi)及主要作用

　　這其中，主要存在的電能質(zhì)量問(wèn)題主要包括無(wú)功、諧波、電壓暫降等。

　　? 發(fā)電側：分布式儲能并網(wǎng)引起的電能質(zhì)量問(wèn)題。

　　? 單臺接入：引起諧波注入

　　產(chǎn)生原因：儲能通過(guò)電力電子接口接入配電網(wǎng)，電力電子轉換器會(huì )給系統帶來(lái)諧波污染。

　　危害程度：對用戶(hù)電動(dòng)機、用戶(hù)補償電容器、用戶(hù)自動(dòng)控制裝置產(chǎn)生影響，威脅用電安全

　　? 集群接入：引起諧波諧振

　　產(chǎn)生原因：儲能與多分布式電源等大功率非線(xiàn)性元件接入電網(wǎng)，多逆變器之間及其與電網(wǎng)之間可能會(huì )形成串聯(lián)或并聯(lián)諧振;

　　危害程度：諧振可導致系統一定范圍內過(guò)電壓和過(guò)電流，諧振過(guò)電壓危害設備絕緣并使小容量一步電機發(fā)生反轉，諧振過(guò)電流會(huì )引起PT熔件熔斷甚至燒毀PT。

　　? 電網(wǎng)側：電力供應所面臨的電網(wǎng)電力不平衡、峰谷差大的局面日趨嚴重等會(huì )導致電壓偏差、電壓不平衡、電壓暫升暫降等電能質(zhì)量問(wèn)題;

　　? 用戶(hù)側：電動(dòng)汽車(chē)充電等屬于非線(xiàn)性負荷，產(chǎn)生的諧波等電能質(zhì)量問(wèn)題。

　　當然，儲能過(guò)程中除了電能質(zhì)量問(wèn)題，還存在其他許多需要測試的對象，具體測試對象及應用產(chǎn)品如所示。

　　表3 儲能電站測試對象及應用產(chǎn)品

　　Q/GDW 564-2010 《儲能系統接入配電網(wǎng)技術(shù)規定》 規定：“儲能系統接入配電網(wǎng)后公共連接點(diǎn)處的電能質(zhì)量，在諧波、間諧波、電壓偏差、電壓不平衡、直流分量等方面應滿(mǎn)足國家相關(guān)標準的要求。

　　電能質(zhì)量改善措施：

　　1. 針對儲能并網(wǎng)產(chǎn)生的諧波問(wèn)題，可安裝濾波設備;

　　2. 針對儲能與分布式電源形成諧波諧振的問(wèn)題：

　　(1)安裝抑制阻尼裝置

　　(2)儲能與分布式電源的阻抗參數協(xié)同設計

　　(3)儲能接入位置的優(yōu)化設計中考慮接入位置對系統等效阻抗參數的影響

　　如圖3所示，為諧波特征的表示圖。

　　圖3 諧波特征的表示圖

　　3. 提高電壓質(zhì)量

　　儲能系統的引入可以有效抑制分布式能源的功率波動(dòng)和不規則啟停對于配電網(wǎng)供電電壓質(zhì)量的影響，提升網(wǎng)絡(luò )的電壓水平;

　　當儲能系統引入饋線(xiàn)時(shí)，可以在電壓越下限值時(shí)，發(fā)出功率，提升每個(gè)節點(diǎn)的電壓幅值，使其更加接近 Vn，從而提高 Ivf值;同理，當電壓越上限值時(shí)，可以吸收功率，降低越限點(diǎn)的電壓，同樣可以提高 Ivf 值。

　　如圖4所示，為E2000支持告警錄波，告警類(lèi)型支持電壓上/下越限等，如果界面中已經(jīng)勾選相應時(shí)間并保存配置，事件發(fā)生即會(huì )開(kāi)始錄波。

　　圖4 電壓上/下越限

　　而關(guān)于以上所提到的電能質(zhì)量問(wèn)題，E2000電能質(zhì)量分析儀可作為一款有力的測試分析設備，來(lái)協(xié)助用戶(hù)監測分析。

　　E2000電能質(zhì)量在線(xiàn)監測裝置可以監測和統計電壓、電流、 功率、電能、 頻率、不平衡度、諧波、閃變、波動(dòng)等電能參數，支持暫降錄波，穩態(tài)事件記錄，通過(guò)Modbus(486/TCP)或IEC103協(xié)議可以將數據接入電網(wǎng)后臺，全面定位與分析電能質(zhì)量問(wèn)題。同時(shí)E2000電能質(zhì)量在線(xiàn)裝置比目前市場(chǎng)主流的電能在線(xiàn)裝置更加小巧，可以靈活集成到光伏并網(wǎng)監測機柜中，無(wú)需額外再配套屏柜，不僅降低了項目成本，也提高了現場(chǎng)的空間利用率。如圖5所示為E2000裝置圖。

　　圖5 E2000 裝置圖