

2024年中国储能技术创新应用峰会上,阳光电源股份有限公司智慧能源产品中心产品总监樊泽宇指出,随着储能产业的飞速发展,对能源管理系统(EMS)提出了更高的要求。
樊泽宇指出,近年来全球储能装机规模呈现加速增长,三大趋势日益凸显。首先是高比例,预计到2025年,可再生能源发电将占总发电量的35%。其次是大规模,储能单站容量正迈向GWh级。最后是多场景,储能在发电侧、电网侧和用户侧展现出多样化的应用场景。
然而,储能电站在日常运营中面临着全景监控难、调度场景复杂、系统稳定性弱、安全预警难等多重挑战。

这些问题对能源管理系统(EMS)提出了更高的要求,尤其是在应对复杂场景、实现能量调度和策略适配方面,EMS面临着持续挑战。
除此之外,樊泽宇还提到,大量新能源设备接入电网可能导致电网系统惯量下降,严重时可能引发电网系统的广泛崩溃。了解决这一问题,阳光电源发布了干细胞电网技术。
简单来说,这项技术将储能系统和EMS比喻为人体的干细胞,共同支撑起电网的稳定,助力于新型电力系统的构建。
基于EMS的智能控制,可以实现对电站一次调频、二次调频以及动态电压调节等多种有偿辅助服务,从而提高电站的辅助服务收益。同时,基于自主研发的惯量支撑和功率振荡阻尼控制技术,进一步增强了电网频率的稳定性。

据了解,当前我国的GB/T 34120、GB/T 36547等多个并网标准要求电压故障穿越期间的无功响应时间为30毫秒。在“三高”(高比例、大规模、多场景)的背景下,储能系统需要具备多次连续高低穿越的能力,这也是下一代并网标准的发展趋势之一。
针对这一挑战,阳光电源提出了一种新型技术解决方案。首先是“快速正负序解耦技术”,储能系统能够快速进行电网电压的故障检测(超出0.9p.u.~1.1p.u.范围),基于实时正负序解耦算法,提取电网电压的正负序分量,并采用快速功率控制算法,实现了10毫秒级的无功响应,支持电压故障的快速恢复。
其次,还包括了动态虚拟阻抗技术。当系统正常运行时,电力转换系统(PCS)采用常规虚拟阻抗进行并网运行,以提升有功功率和无功功率的自动均分能力。在系统发生短路或过载时,PCS会产生过电流,输出电流超过预设值并且端口电压低于预设电压时,PCS会自动切换为虚拟阻抗自适应模式,并实时调节虚拟阻抗值,以调整电压给定,并控制设备并网点的电压。

值得关注的“GW级黑启动技术”。所谓黑启动是指,在同步发电机异常停机时,通过构建一定容量的电压源,辅助主同步发电单元重新启动。
传统的黑启动方法通常通过柴油机为同步发电机、变压器等设备建立励磁,但长期备用可能造成污染,并且运维成本较高。
对此,阳光电源提出的解决方案中,针对大规模分布式电网的黑启动问题采用了分区异步方式。在系统黑启动时,单套储能系统可能无法带动燃气轮机的辅助负载。为此,EMS根据微网内的启动负荷,选择下限启动容量,并调度对应容量的储能系统并联启动,以支持变压器的励磁。

该方案的关键技术包括多台变流器同步启动控制。在接收到黑启动信号后,多台变流器在无互联通信条件下同步启动,输出电压实现连续无台阶爬升,并且启动过程具备带载能力,可以励磁大容量主变。
其次还包括动态下垂均流控制:多台变流器组网后,可以拖动燃机的辅助启动电机或大容量隔离变压器的投入,以耐受大电流冲击。
据介绍,目前这些新型的储能系统支撑电网的技术已经分别应用到了西藏错勤的1500KW微电网项目、“湖北随州32MW新型电力系统项目”、“美国印第安纳州15MW/5.5MWh黑启动项目”中。

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