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編者按：近日，“第二屆全國(guó)發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能技術(shù)與應(yīng)用高層研討會(huì)”在陜西西安召開(kāi)，上能電氣股份有限公司儲(chǔ)能事業(yè)部總經(jīng)理姜正茂先生出席了本次會(huì)議，姜正茂先生就“大功率儲(chǔ)能PCS在發(fā)電側(cè)應(yīng)用的前景及關(guān)鍵技術(shù)”作了主題報(bào)告。

8月9—10日，由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)聯(lián)合中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)西北電力設(shè)計(jì)院有限公司、西安北大科技園、中國(guó)科學(xué)院電工研究所儲(chǔ)能技術(shù)組、深圳市科陸電子科技股份有限公司等單位聯(lián)合主辦“第二屆全國(guó)發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能技術(shù)與應(yīng)用高層研討會(huì)”在陜西西安金磐酒店舉行。來(lái)自政府主管部門(mén)、能源監(jiān)管部門(mén)、行業(yè)專家、設(shè)計(jì)院、新能源發(fā)電業(yè)主單位、電力公司、系統(tǒng)集成商、項(xiàng)目承包商、投融資機(jī)構(gòu)等單位的260余位嘉賓出席了本次研討會(huì)。

主辦方邀請(qǐng)到上能電氣股份有限公司儲(chǔ)能事業(yè)部總經(jīng)理姜正茂就“大功率儲(chǔ)能PCS在發(fā)電側(cè)應(yīng)用的前景及關(guān)鍵技術(shù)”做主題報(bào)告，以下為其報(bào)告主要內(nèi)容。

非常感謝主辦方，我介紹的是儲(chǔ)能PCS發(fā)電側(cè)的應(yīng)用前景和關(guān)鍵技術(shù)。

發(fā)電側(cè)做儲(chǔ)能，我認(rèn)為在光伏、風(fēng)電、火電、核電四個(gè)方面來(lái)做儲(chǔ)能，水電本身自帶儲(chǔ)能。我對(duì)光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能理解是，光伏、風(fēng)電和儲(chǔ)能對(duì)一個(gè)國(guó)家的能源自持能力提供非常好的手段，不依賴于中東石油和澳洲煤礦。光伏、風(fēng)電出力不穩(wěn)，最大出力不對(duì)應(yīng)負(fù)荷峰值，因此，對(duì)于電網(wǎng)來(lái)講，光伏和風(fēng)電不是電網(wǎng)友好型能源。光伏、風(fēng)電裝機(jī)量越來(lái)越多，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定控制就越難。隨著光伏、風(fēng)電等平價(jià)上網(wǎng)項(xiàng)目越來(lái)越多，去補(bǔ)貼之后，光伏和風(fēng)電真正市場(chǎng)化之時(shí)，電網(wǎng)一定會(huì)對(duì)光伏、風(fēng)電等新能源發(fā)電提出要求，配置儲(chǔ)能改善新能源電站出力的可控性，降低新能源出力對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定造成的沖擊，所以儲(chǔ)能的未來(lái)很美好。

做過(guò)光伏和風(fēng)電的都知道，早期風(fēng)電、光伏都是補(bǔ)貼型的，做儲(chǔ)能這個(gè)行業(yè)發(fā)現(xiàn)沒(méi)有補(bǔ)貼，因?yàn)楝F(xiàn)在正好處于特殊歷史時(shí)期。儲(chǔ)能沒(méi)有政府補(bǔ)貼，必須能夠自我生存，必然追求度電成本低廉，我們舉幾個(gè)簡(jiǎn)單例子看：以儲(chǔ)能集裝箱，10尺和40尺齒的集裝箱和成本差異，10尺比40尺箱度電成本高0.04元。模塊化PCS和集中式PCS方案，PCS容量：50kW*20和PCS容量：500kW*2。模塊化方案相比塔式機(jī)方案的度電成本高0.025元/Wh。（02：39：00）現(xiàn)在以40尺集裝箱所裝配的2.5MWh電池來(lái)配置PCS的話，PCS的容量一般在500千瓦到1.25兆瓦左右，對(duì)于大功率的PCS來(lái)講，大規(guī)模儲(chǔ)能上有非常好的成本優(yōu)勢(shì)和方案優(yōu)勢(shì)。

近兩年國(guó)家層面和地方政府層面陸續(xù)發(fā)布了有很多推動(dòng)儲(chǔ)能發(fā)展的政策，新疆政策一出，大家都去新疆跑項(xiàng)目，政策有了之后，但是不知道錢(qián)在哪里？做儲(chǔ)能還是要生存，從我們做PCS來(lái)講希望通過(guò)方案和技術(shù)降成本，把LCOE做到最低，為客戶降低投資，提升效益。從目前的走向來(lái)看，高功率密度、大發(fā)電單元、低集成成本是主流方案，也是主要手段。

根據(jù)儲(chǔ)能本身的特點(diǎn)可以把其應(yīng)用場(chǎng)景分成兩種應(yīng)用場(chǎng)景，國(guó)外有很多種分類，我這邊分類是功率型和能量型。還有一種是負(fù)荷功率+能量。功率型主要解決動(dòng)態(tài)下的源和負(fù)荷不匹配。能量型特點(diǎn)是計(jì)劃性的工作，光伏和風(fēng)電在單次充電上不一定是計(jì)劃性的，整個(gè)來(lái)講是可計(jì)劃性的工作。單次充放電次數(shù)比較少。功率型是非計(jì)劃性工作，對(duì)于充放電次數(shù)和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能要求較高，單次充放電次數(shù)一般在百次以上，動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度一般小于200毫秒。因此，發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能需要什么樣的PCS？PCS跟光伏逆變器雖然都是同拓?fù)渫軜?gòu)的變流器，但是實(shí)際上二者是不太一樣，因?yàn)樗鶥MS協(xié)同工作、EMS協(xié)同工作，做好電池保護(hù)，儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)值呈現(xiàn)通過(guò)PCS的，相比光伏逆變器和傳統(tǒng)變流器器應(yīng)該具備的特征和功能，PCS在發(fā)電側(cè)應(yīng)用場(chǎng)景里面還有哪一些應(yīng)該具備的關(guān)鍵技術(shù)呢？

第一個(gè)是效率設(shè)計(jì)，多數(shù)的逆變器都是單向的，但是PCS雙向工作。第二個(gè)儲(chǔ)能本身是一種調(diào)味品，是解決優(yōu)化的問(wèn)題。一般在現(xiàn)階段儲(chǔ)能成本比較高的時(shí)候，我們會(huì)讓儲(chǔ)能工作于大功率的工作點(diǎn)上，這個(gè)時(shí)候?qū)τ赑CS來(lái)講，希望其大功率甚至滿載工作時(shí)效率要高，這跟光伏逆變器的要求是不一樣的，光伏追求的是全功率段的平均效率，尤其半載時(shí)的效率。PCS它要像電池充電機(jī)一樣，必須在半載以上把效率做好。甚至追求滿載效率，這是儲(chǔ)能PCS與光伏逆變器工作點(diǎn)的差異。

我們工作時(shí)候PCS多數(shù)是滿載情況下，效率希望在半載到滿載的時(shí)候做到98%以上。

然后是過(guò)載能力，儲(chǔ)能PCS要向傳統(tǒng)發(fā)電機(jī)的優(yōu)秀的特點(diǎn)靠攏，我們發(fā)電機(jī)多數(shù)有一定的過(guò)載能力，PCS在發(fā)電側(cè)做電網(wǎng)支撐的主要設(shè)備，對(duì)于它的要求相比光伏逆變器要提高。PCS要提供的短路電流高于普通的光伏逆變器，大功率的PCS要有較高的過(guò)載能力。

還有一個(gè)是SVG技術(shù)，光伏一直在做SVG，但是國(guó)內(nèi)沒(méi)有相關(guān)的政策、法規(guī)去固化下來(lái)。尤其在印度很多光伏電站是不配SVG，就是靠逆變器做SVG，我們發(fā)電側(cè)的PCS也必須具備SVG的功能，主動(dòng)穩(wěn)定電壓，主動(dòng)調(diào)輸出能力。不論在充電還是放電都具備四象限調(diào)節(jié)能力，這也是必要的功能。 PCS動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)的無(wú)功補(bǔ)償能力在46%左右，相角補(bǔ)償能力在±26度。

與BMS的協(xié)同工作，光伏逆變器不會(huì)跟匯流箱做什么協(xié)同工作，也很少影響匯流箱的工作，但是在儲(chǔ)能場(chǎng)景里面PCS必須跟BMS協(xié)同工作。BMS在有PCS前提下很容易被PCS干擾，影響通信和檢測(cè)，這個(gè)干擾的原因就是共模電壓和共模電流，所有電力電子變流器對(duì)地都會(huì)形成共模電流回路，而B(niǎo)MS跟PCS在電路上是連在一起的，只要BMS的對(duì)地阻抗設(shè)計(jì)不合理，就會(huì)有大量的共模電流流向BMS，這樣就造成BMS的檢測(cè)電路或通訊電路上產(chǎn)生共模電壓，該共模電壓對(duì)BMS的檢測(cè)和通訊造成干擾。對(duì)有準(zhǔn)備的BMS來(lái)講可以抑制，因?yàn)楹芏郆MS廠家沒(méi)有遇到過(guò)這種場(chǎng)景，經(jīng)常會(huì)干擾到，電壓檢測(cè)不準(zhǔn)確。是電子變換器的共模的原因，因此，要求PCS的直流對(duì)地共模電壓至少控制在20伏以下，以消除對(duì)BMS的干擾。

光伏法陣起來(lái)的時(shí)候先從普通土建房，到后來(lái)的板房，再到后來(lái)的集裝箱式箱逆變一體機(jī)，將逆變器與變壓器集成到一起。儲(chǔ)能一上來(lái)就直接是集裝箱式的解決方案。

還有一個(gè)是并機(jī)，光伏一般不超過(guò)4臺(tái)，每一個(gè)儲(chǔ)能集裝箱都很緊湊，功率密度很大。PCS一開(kāi)始考慮多機(jī)并聯(lián)，4臺(tái)并聯(lián)、6臺(tái)并聯(lián)，多機(jī)并聯(lián)要解決共模的問(wèn)題和功率控制的問(wèn)題。簡(jiǎn)單介紹一下直流儲(chǔ)能，直流儲(chǔ)能在光伏發(fā)電站的場(chǎng)景下是一種特殊的應(yīng)用，因?yàn)楣夥怯兄绷鞯?。用直流?chǔ)能之后充電損耗要低一點(diǎn)，相比交流儲(chǔ)能低6%，因?yàn)橹绷鲀?chǔ)能直掛光伏逆變器的直流側(cè)，其充電是不經(jīng)過(guò)變壓器的。因?yàn)闆](méi)有變壓器，其投資成本也會(huì)低一點(diǎn)，但是有一個(gè)問(wèn)題，直流儲(chǔ)能還沒(méi)有一個(gè)比較規(guī)范的，或者有電網(wǎng)可以接受的控制方式。而且直流儲(chǔ)能不會(huì)改變電站容量。

這是做的直流儲(chǔ)能方案，這個(gè)是格爾木的直流儲(chǔ)能方案，我們2017年在現(xiàn)場(chǎng)就運(yùn)行了。這個(gè)是其功率曲線，直流儲(chǔ)能在跟蹤光伏出力、跟蹤計(jì)劃發(fā)電曲線可以做的非常準(zhǔn)確。

原標(biāo)題：姜正茂：大功率儲(chǔ)能PCS在發(fā)電側(cè)應(yīng)用的前景及關(guān)鍵技術(shù)