時下,行業(yè)正在大力發(fā)展,鋰離子電池和鉛蓄電池是該領域應用最多的兩種技術,但除了電池,還有哪些問題需要關注的呢?
發(fā)展規(guī)模是解決可再生能源大規(guī)模接入、提高常規(guī)電力系統(tǒng)和區(qū)域供能系統(tǒng)效率、安全性和經濟性的迫切需要,是當前各國為即將到來的工業(yè)革命進行重點布局的“前沿陣地”。
目前我國累計裝機及增長情況如表1所示。
表1 我國儲能累計裝機及增長情況
其中,從技術分類上看,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、分布式發(fā)電及微網是中國儲能應用最重要的兩個領域。據權威部門統(tǒng)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(tǒng)布局圖。
圖1 分散式儲能系統(tǒng)布局圖
目前我國儲能十大示范工程中的國家風光儲輸示范工程、甘肅酒泉“電網友好型發(fā)電”示范、格爾木光儲電站、保定英利工業(yè)園區(qū)光儲微網示范工程、深圳欣旺達園區(qū)微網示范工程、福建湄洲島儲能電站示范工程、福建安溪移動式儲能電站等基本均采用鋰離子電池技術。
如圖2所示,為格爾木發(fā)電現(xiàn)場。
圖2 格爾木新能源發(fā)電現(xiàn)場
由此可見,電池,尤其是鋰離子電池技術對于儲能的重要性。那么,除了電池問題,是否還有其他問題值得關注?
儲能發(fā)電主要分為發(fā)電側、電網側、用戶側,各部分作用如表2所示:
表2 儲能發(fā)電的分類及主要作用
這其中,主要存在的電能質量問題主要包括無功、諧波、電壓暫降等。
? 發(fā)電側:分布式儲能并網引起的電能質量問題。
? 單臺接入:引起諧波注入
產生原因:儲能通過電力電子接口接入配電網,電力電子轉換器會給系統(tǒng)帶來諧波污染。
危害程度:對用戶電動機、用戶補償電容器、用戶自動控制裝置產生影響,威脅用電安全
集群接入:引起諧波諧振
產生原因:儲能與多分布式電源等大功率非線性元件接入電網,多逆變器之間及其與電網之間可能會形成串聯(lián)或并聯(lián)諧振;
危害程度:諧振可導致系統(tǒng)一定范圍內過電壓和過電流,諧振過電壓危害設備絕緣并使小容量一步電機發(fā)生反轉,諧振過電流會引起PT熔件熔斷甚至燒毀PT。
電網側:電力供應所面臨的電網電力不平衡、峰谷差大的局面日趨嚴重等會導致電壓偏差、電壓不平衡、電壓暫升暫降等電能質量問題;
用戶側:電動汽車充電等屬于非線性負荷,產生的諧波等電能質量問題。
當然,儲能過程中除了電能質量問題,還存在其他許多需要測試的對象,具體測試對象及應用產品如所示。
表3 儲能電站測試對象及應用產品
Q/GDW 564-2010 《儲能系統(tǒng)接入配電網技術規(guī)定》 規(guī)定:“儲能系統(tǒng)接入配電網后公共連接點處的電能質量,在諧波、間諧波、電壓偏差、電壓不平衡、直流分量等方面應滿足國家相關標準的要求。
電能質量改善措施:
1. 針對儲能并網產生的諧波問題,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(tǒng)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. 提高電壓質量
儲能系統(tǒng)的引入可以有效抑制分布式能源的功率波動和不規(guī)則啟停對于配電網供電電壓質量的影響,提升網絡的電壓水平;
當儲能系統(tǒng)引入饋線時,可以在電壓越下限值時,發(fā)出功率,提升每個節(jié)點的電壓幅值,使其更加接近 Vn,從而提高 Ivf值;同理,當電壓越上限值時,可以吸收功率,降低越限點的電壓,同樣可以提高 Ivf 值。
如圖4所示,為E2000支持告警錄波,告警類型支持電壓上/下越限等,如果界面中已經勾選相應時間并保存配置,事件發(fā)生即會開始錄波。
圖4 電壓上/下越限
而關于以上所提到的電能質量問題,E2000電能質量分析儀可作為一款有力的測試分析設備,來協(xié)助用戶監(jiān)測分析。
E2000電能質量在線監(jiān)測裝置可以監(jiān)測和統(tǒng)計電壓、電流、 功率、電能、 頻率、不平衡度、諧波、閃變、波動等電能參數,支持暫降錄波,穩(wěn)態(tài)事件記錄,通過Modbus(486/TCP)或IEC103協(xié)議可以將數據接入電網后臺,全面定位與分析電能質量問題。同時E2000電能質量在線裝置比目前市場主流的電能在線裝置更加小巧,可以靈活集成到光伏并網監(jiān)測機柜中,無需額外再配套屏柜,不僅降低了項目成本,也提高了現(xiàn)場的空間利用率。如圖5所示為E2000裝置圖。
圖5 E2000 裝置圖