中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2017年4月24-26日，第七屆中國國際儲(chǔ)能大會(huì)在蘇州香格里拉大酒店圓滿召開，來自中、美、英、德、澳、日、韓等國家的1400余位嘉賓到場參會(huì)。大會(huì)共邀請(qǐng)140余位行業(yè)專家與企業(yè)代表，圍繞產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn)話題，發(fā)表了一系列精彩演講，中國儲(chǔ)能網(wǎng)將向讀者傳遞本次大會(huì)最具價(jià)值的聲音。
大會(huì)期間，深圳古瑞瓦特新能源股份有限公司研發(fā)總監(jiān)潘文武，在“新能源發(fā)電并網(wǎng)專場”，以《智能微電網(wǎng)的應(yīng)用》為題發(fā)表演講，現(xiàn)將演講主要內(nèi)容發(fā)布，以饗讀者。
深圳古瑞瓦特新能源股份有限公司研發(fā)總監(jiān)潘文武
潘文武：各位嘉賓大家好，我這邊講的主要是微電網(wǎng)方面的一些應(yīng)用，包括我們?cè)谖㈦娋W(wǎng)方面應(yīng)用的一些經(jīng)驗(yàn)。首先我們介紹一下什么是微電網(wǎng)，微電網(wǎng)的核心就是儲(chǔ)能，在這個(gè)環(huán)節(jié)里面起到一個(gè)調(diào)節(jié)作用，這是最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)。什么樣的微電網(wǎng)才能稱作一個(gè)智能微電網(wǎng)呢？首先從微電網(wǎng)的應(yīng)用角度來說，它需要保證一個(gè)負(fù)荷的可靠穩(wěn)定和優(yōu)異的供電質(zhì)量，這是根本?？煽啃跃褪潜ＷC用戶的用電持續(xù)性，沒有斷電的風(fēng)險(xiǎn)。穩(wěn)定性就是供電的電壓平抑質(zhì)量以及負(fù)荷突變的時(shí)候能夠保證性能的穩(wěn)定。第二個(gè)可能就是優(yōu)化各種能量的管理方案，微電網(wǎng)中包含多種能源，如何保證它的能源管理的優(yōu)異化呢？第一個(gè)就是我們保證可再生能源的最大利用，因?yàn)檫@樣的話經(jīng)濟(jì)效益會(huì)最高。其次我們會(huì)用到電網(wǎng)的能源，最后我們可能才會(huì)用到像柴油機(jī)這種石化能源，一般這樣利用的話可能經(jīng)濟(jì)效益是最高的。然后通過蓄電池的充放電控制來保證電池的壽命跟效率更高，這樣的話它的經(jīng)濟(jì)效益可能會(huì)更加的提高。因?yàn)殡姵卦谶@個(gè)微電網(wǎng)占的比重是比較高的，如果它的壽命跟效率沒法提高的話，其實(shí)它的經(jīng)濟(jì)效益是沒法提升的。
智能的微電網(wǎng)肯定需要監(jiān)控，主要是監(jiān)控我們的柴油機(jī)、PCS、電池、光伏等等，還有供電質(zhì)量的監(jiān)控、系統(tǒng)故障的定位，當(dāng)系統(tǒng)中出現(xiàn)一些故障的時(shí)候我們?nèi)绾稳ザㄎ凰?，如何在出現(xiàn)故障的第一時(shí)間定位然后消除故障，保證持續(xù)供電。還有就是系統(tǒng)的一些在線升級(jí)，因?yàn)榭赡芤恍┪㈦娋W(wǎng)的地域都比較偏，如果需要人力去升級(jí)的話可能維護(hù)成本比較高。在風(fēng)險(xiǎn)控制方面，雖然微電網(wǎng)中有很多能源，但是每種能源可能自身的可靠性可能還相當(dāng)不錯(cuò)，但是組合起來之后可能會(huì)出現(xiàn)一些意想不到的故障，在故障發(fā)生的時(shí)候我們肯定第一時(shí)間是保證不掉電，可能第一點(diǎn)要做到故障的不擴(kuò)大化，然后才能保證故障不影響微電網(wǎng)的運(yùn)行。最終是給運(yùn)營方提出一個(gè)告警，提示他盡快去維護(hù)，這是我們對(duì)微電網(wǎng)的一個(gè)基本定義。
上面我們主要是講了一下什么是智能微電網(wǎng)，因?yàn)閺奈覀児镜倪\(yùn)營經(jīng)驗(yàn)包括一些案例來說，對(duì)微電網(wǎng)做了一個(gè)初步的介紹，可能它的介紹有些片面，因?yàn)槲覀冎饕亲鰞?chǔ)能逆變器跟儲(chǔ)能項(xiàng)目的，可能我們講的偏向于這一塊。第二個(gè)我們可能從應(yīng)用角度講一下儲(chǔ)能微電網(wǎng)的種類。這個(gè)種類的劃分同樣是通過我們的應(yīng)用案例，包括現(xiàn)在很多客戶的需要來劃分的。我們初步通過這個(gè)PCS包括儲(chǔ)能的應(yīng)用，我們大致上可以劃分為5類，這個(gè)劃分可能還是基于這個(gè)應(yīng)用方面，不是通過理論上面的或者概念來劃分。第一個(gè)就是儲(chǔ)能，比如說電池跟電網(wǎng)的配合作為一類。第二種就是儲(chǔ)能、電網(wǎng)跟可再生能源可以劃分為一類。第三種就是電網(wǎng)、儲(chǔ)能、可再生能源、柴油機(jī)或者天然氣這種。第四種儲(chǔ)能和可再生能源作為一種。第五種就是儲(chǔ)能可再生能源+柴油機(jī)。大家看到這種排列組合，其實(shí)大部分都離不開儲(chǔ)能，其次就是電網(wǎng)跟可再生能源、油機(jī)，就是一個(gè)排列的組合，各種排列組合會(huì)產(chǎn)生不同的應(yīng)用場景，在應(yīng)用的時(shí)候也會(huì)產(chǎn)生不同的故障。
我們剛才講的一個(gè)大規(guī)模的儲(chǔ)能應(yīng)用可能主要是調(diào)峰，之前幾位專家都講過了。這種就是在電網(wǎng)失電的情況下提供一個(gè)備份功能，可能短時(shí)間一個(gè)電網(wǎng)突然失壓了，然后通過這個(gè)保證電網(wǎng)的恢復(fù)，可能只是很短時(shí)間的，就是一個(gè)周波或者一兩個(gè)周波，或者秒級(jí)這樣的，它需要的可能電池的容量并不是很大，主要是提供短時(shí)間的支撐，保證電網(wǎng)在短時(shí)間可以恢復(fù)。我們通常講的比較多的可再生能源就是風(fēng)電、光伏，這種能源主要是由于電網(wǎng)不夠穩(wěn)定的運(yùn)用，因?yàn)轱L(fēng)電、光伏的間歇性比較強(qiáng)，發(fā)電規(guī)律不穩(wěn)定，這樣就造成了對(duì)電網(wǎng)有沖擊。我們?cè)谶@個(gè)環(huán)節(jié)中加入儲(chǔ)能來平滑它的輸出，對(duì)這個(gè)要求首先我們這里當(dāng)然還有一個(gè)負(fù)荷，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在是微電網(wǎng)不是大電網(wǎng)，微電網(wǎng)可以獨(dú)立運(yùn)行，已經(jīng)有用戶側(cè)接入了。我們第一種講的就是電網(wǎng)加儲(chǔ)能的時(shí)候其實(shí)沒有一個(gè)用戶負(fù)載的概念在里面，我們第二里面已經(jīng)有用戶負(fù)載的概念了，附近的負(fù)載已經(jīng)可以直接提供了，而且在電網(wǎng)掉電的時(shí)候已經(jīng)可以獨(dú)立運(yùn)營了，沒有電網(wǎng)的時(shí)候它一個(gè)離網(wǎng)的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的要求第一個(gè)是負(fù)載的配制能量不要大于PCS本身的容量，第二點(diǎn)就是電池容量可能取決于負(fù)載跟后備的時(shí)間，第三點(diǎn)就是光伏，我們這邊以光伏為離，光伏的組件也取決于負(fù)載跟后備時(shí)間。
在并網(wǎng)的模式下，就是說有電網(wǎng)的情況下它屬于并網(wǎng)模式，并網(wǎng)模式這個(gè)PCS主要是工作在一個(gè)PQ的模式，光伏也是主要工作在PQ模式，PQ模式其實(shí)就是一個(gè)有功無工的調(diào)節(jié)。它的一個(gè)功能主要是電壓矯正，也可以做電流的矯正，保證電流的質(zhì)量。還可以進(jìn)行削峰填補(bǔ)，保持電池的容量以便在出現(xiàn)故障的時(shí)候做后備。因?yàn)楫?dāng)電網(wǎng)出現(xiàn)故障的時(shí)候它完全可以離網(wǎng)，離網(wǎng)的時(shí)候主要是靠PCS自己的電池包括光伏兩者協(xié)同給負(fù)載供電。
離網(wǎng)情況就是PCS會(huì)進(jìn)入一個(gè)V/F的工作模式，它自己會(huì)形成一個(gè)穩(wěn)定的電壓源，光伏永遠(yuǎn)作為一個(gè)電流源的模式，唯一受到限制的時(shí)候就是可能出現(xiàn)負(fù)載比較輕，然后電池也滿的時(shí)候，這個(gè)PCS可能會(huì)發(fā)個(gè)指令要求它控制一下輸出功率，就這么簡單。第三種就是離網(wǎng)并網(wǎng)我們講過了，我們并網(wǎng)跟離網(wǎng)的過程如何去切換呢？怎么保證負(fù)載供電的連續(xù)性呢？就是說我們作為一個(gè)單獨(dú)模式去講，雖然切換的模式存在時(shí)間很短，但是這個(gè)環(huán)節(jié)是非常重要的，因?yàn)槟闳绻袚Q做不好的話肯定會(huì)負(fù)載掉電的，我們重要的負(fù)載掉電肯定就會(huì)造成比較大的經(jīng)濟(jì)損失了。我們看到它配制的時(shí)候，跟電網(wǎng)連接的時(shí)候有一個(gè)STS就是靜態(tài)開關(guān)，我們也叫ATS，就是自動(dòng)切換開關(guān)，它會(huì)自動(dòng)切斷與電網(wǎng)的聯(lián)系。我們?cè)谶@個(gè)情況下為什么要切斷與電網(wǎng)的聯(lián)系呢？因?yàn)槲覀儽ＷC不了電網(wǎng)是什么時(shí)候恢復(fù)。因?yàn)樵诘綦姷哪且豢涛业腜CS已經(jīng)形成了自己的小電網(wǎng)了，有自己的電壓也有自己的頻率。如果我們沒有切斷與電網(wǎng)的聯(lián)系的話，電網(wǎng)一恢復(fù)的話就相當(dāng)于存在兩個(gè)電壓源，有可能會(huì)造成兩個(gè)電壓源之間的沖突，有可能瞬間會(huì)把另外一個(gè)電壓源擊垮，可能負(fù)載的供電還是掉電了。所以在這個(gè)情況下，在失電掉電的那一刻必須切斷這個(gè)聯(lián)系。在離網(wǎng)的狀態(tài)下，電網(wǎng)恢復(fù)之后我們第一時(shí)間不是切過去，而是先用PCS的V/F工作模式先跟蹤上電網(wǎng)的電壓跟頻率、向位這三者的同步，然后并合。第三種就是儲(chǔ)能加微電網(wǎng)加油機(jī)，在這個(gè)過程中多了一個(gè)柴油機(jī)，在這里會(huì)多一重，就是電網(wǎng)、PCS和油機(jī)三者之間的切換，其實(shí)它的工作順序也跟原來差不多，只是說它多了一種，我們就有一個(gè)123的順序。
這種應(yīng)用場景，我們現(xiàn)在講的是第四種，就是儲(chǔ)能加可再生能源，儲(chǔ)能僅僅就是作為一個(gè)電壓源，光伏或者風(fēng)電直接做能源的補(bǔ)充。光伏跟可再生能源作為能源的主要輸入，所有的能源的來源其實(shí)就是來源可再生能源，這種應(yīng)用是最簡單的。第五種就是可再生能源加儲(chǔ)能加柴油機(jī)，跟有電網(wǎng)的情況類似，只不過原來的電網(wǎng)變成了個(gè)小柴油機(jī)，就是一個(gè)小電網(wǎng)，但是它的控制稍微有一點(diǎn)不一樣，這邊我們就不用去細(xì)講了。
我講一下我們公司的一個(gè)方案，我們公司的大致方案跟我之前講的一個(gè)邏輯過程是類似的，就是說我們有我們的PCS、光伏逆變器、監(jiān)控、切換柜子作為一個(gè)整體方案。這種就是說包含了所有的，包括柴油機(jī)、電網(wǎng)、可再生能源，同樣需要用一個(gè)自動(dòng)切換，大的一點(diǎn)的自動(dòng)切換柜，做電網(wǎng)PCS包括柴油機(jī)之間的切換。然后我們公司做了一些案例，比如說給泰國空軍基地做了19個(gè)100K的，然后在深圳也做了一個(gè)300千瓦的微電網(wǎng)，還有南非的一些項(xiàng)目，包括新疆，也是軍事基地的一些項(xiàng)目，還有印尼的，包括其他地方的。大致就是這些，謝謝大家。
（本文根據(jù)現(xiàn)場錄音整理，未經(jīng)本人審核）
