60kVA储能逆变器介绍

储能逆变器介绍 1、产品名称 储能逆变器 2、概要 储能技术已被视为电网运行过程中“采 - 发 - 输 - 配 - 用 - 储”六大环节中的重要组成部分。 系统中引入储能环节后， 可以有效地进行需求侧管理， 消除昼夜峰谷差，平滑负荷，不仅可以更有效地利用电力设备，降低供电成本，还可以促进可再生能源的应用， 也可以作为提高系统运行稳定性、 调整频率、 补偿负荷波动的一种手段。 其中储能逆变器为电网和钒电池充放电的电压特性之间提供电气接口， 在放电时其将钒电池产生的直流电压转换成交流电压， 而在充电时， 将电网电压转换成直流电压。 2.1 产品描述 智能电网中的储能环节能有效调控电力资源， 能很好的平衡昼夜及不同季节的用电差异， 调剂余缺， 保障电网安全。 是可再生能源应用的重要前提和实现电网互动化管理的有效手段。没有储能，智能电网的实现是不可能的。 储能逆变器是一类适合智能电网建设， 应用在储能环节， 具有一系列的特殊 性能、功能的并网逆变器。 2.2 产品主电路拓扑 主电路拓扑 2.4 产品特点 本产品采用先进的 IGBT功率器件以及先进的数字控制技术，优化了控制性能和提高了系统的可靠性， 适合于不同电池充放电需要， 并且在结构上进行模块化设计，方便安装与维护。本产品主要具有以下几个特点 ◆ 专为智能电网设计，接受电网调度 ◆ 双向逆变，电池充放电 ◆ 恒流充电、恒压充电、恒功率充电等功能 ◆ 恒流放电、限压放电，恒功率放电等功能 ◆ 根据用户所在电网特点，具有定时充放电等功能 ◆ 可以通过设置不同的电池特性曲线，可以与多种电池接口 ◆ 先进的孤岛检测方案 ◆ 电池漏电流检测 ◆ 完善的显示和通讯功能 ◆ 低电压穿越、无功补偿等功能 ◆ 满足有功功率降额（ 100， 60， 30）功能 ◆ 适合严酷的电网环境 3、储能逆变器的工作模式与状态 储能逆变器应该具有下述运行模式和工作状态。 进入所有模式或状态， 操作人员必须能够通过在本地和远程控制操作它们。 3.1 工作模式 储能逆变器运行模式可分为并网模式、孤岛系统模式和混合系统模式。 3.1.1 并网模式 并网模式下包括充电功能和放电功能， 此时用户可以选择自动模式和手动模式。 在自动模式下， 如果用户选择并网充电或放电状态， 储能逆变器将以之前设定好的值对钒电池进行充电或放电。 在手动模式下， 用户可以通过手动修改充电或放电电流、电压和时间值，使储能逆变器工作在设定的充电或放电状态。 并网模式中， 储能逆变器连接在一个大容量公用电网中， 大容量是指该电网的总容量至少比储能逆变器容量大 10 倍以上。并网模式的主要特征是储能逆变器必须与存在的电网频率同步。 要做到与电网同步， 储能逆变器相对于电网来说作为一个电流源。 有些情况下， 储能逆变器必须能通过无功控制为电网提供电压支持。该模式常用于削峰填谷、电力负载平衡和调节电能质量。 3.1.2 孤岛模式 孤岛系统是 BESS与一个或多个发电系统并联形成一个局部的 “微网” 。 孤岛系统的主要特征是局部电网与所有的大电网脱离， BESS 的额定功率与局部电网产生的总功率大致相等。在这个系统中， BESS 必须可以充当网路电源，给局部电网提供电压和频率控制。 另一方面， 如果一个发电装置不能与其他发电装置同步， 比如一个柴油发电机连接在局部电网上， 那么 VRB-ESS必须作为一个电源之同步。有些情况下， BESS 还要在作为电源和与发电装置同步之间转换。 孤岛系统的特征是 BESS与局部电网相连，这些情形可能存在于偏远山区或小岛屿。常见应用包括平滑由可变电源和 / 或可变负载引起的功率波动，稳定电网，优化燃料的使用和调节电能质量。 3.1.3 混合模式 混合系统必须能够在并网系统和孤岛系统之间进行切换。 混合系统的主要特征是 BESS与小的局部网相连，该电网轮流与公共大电网连接。正常工作状态下 BESS与大电网并联作为并网系统运行。如果电网掉电，局部电网与大电网脱离， BESS 工作在孤岛系统控制局部电网。常见应用包括滤波，稳定电网，调节电能质量和创造自愈网。 3.2 工作状态 3.2.1 电源关闭状态 电源关闭状态是储能逆变器在开机前或开机之后被关闭的状态。 在电源关闭状态下储能逆变器停止工作，所有的电气设备是不带电的并且控制电源已关闭。当操作人员关闭储能逆变器情况下进入电源关闭状态， 当操作人员上电开机后，系统将进入就绪 / 待机状态。 3.2.2 运行状态 运行状态是要对其进行控制进入工作状态。在此状态下， 储能逆变器进入正常工作状态， 控制和监控系统已启动。 运行状态分为充电状态、 放电状态和独立逆变状态。 当第一次进入运行状态时， 控制系统将完成自检， 以验证控制和传感器系统的完整性。操作人员的操作会使储能逆变器进入开机运行状态。 当储能逆变器在运行状态时， 操作人员发送待机命令时， 储能逆变器将进入就绪 / 待机状态。 当储能逆变器在运行状态时， 若出现可恢复的故障时， 储能逆变器将进入故障状态，故障恢复后，进入就绪 / 待机状态。 当储能逆变器在运行状态时， 若出现不可恢复的故障时， 储能逆变器将进入故障状态，此时需要技术人员解决故障后才能重新工作。 3.2.3 就绪 / 待机状态 系统在几种情况下将处于就绪 / 待机状态 就绪 / 待机状态应设置成储能逆变器的默认工作状态，如果其他模式或工作状态没有被选定，那么就自动选择就绪 / 待机状态。 储能逆变器处于可恢复的故障状态时， 在一定的恢复时间内， 系统进入就绪/ 待机状态。当达到故障恢复时间并判断故障已清除后，系统重新进入设定的运行状态。 4、储能逆变器功能 4.1 基本充放电控制 4.1.1 并网下的充电和放电 储能逆变器能够从连接的系统中进行充电和放电。 充电度和放电度可由操作者选择。充放电指令的各种模式由触摸屏或上位机修改。 并网充电模式包括恒流充电、恒压充电、恒功率充电等 并网放电模式包括恒流放电、限压放电、恒功率放电等。 4.1.2 无功功率控制 储能逆变器能够对功率因数进行控制。 功率因数的控制应该通过注入无功功率来实现。 储能逆变器在执行充电和放电功能时都能够实现该功能。 可以由上位机给定无功电流值。 4.1.3 输出电压和频率稳定 储能逆变器在并网系统中能够输出与电网同频、 同相电压。 并网电压的稳定是通过检测电网连接点的电压稳定来实现。 4.2 功能描述 功能在独立的系统环境下储能逆变器能够提供如下所述的能量存储功能。储能系统与电网管理 4.2.1 削峰填谷 简单来看就是在电能富余时将电能存储，电能不足时将存储的电能逆变后向电网输出。 这即是储能逆变器的基本功能 ---- 调峰功能。 削峰填谷， 也被认为是滤波，这是一种操作模式。此种模式下，储能逆变器能够稳定发电源（如风电场或太阳能发电站） ， 引起的功率变化， 或者由电机停止或启动引起的负载变化。在并网系统中， 削峰填谷的目标是对如风力发电机等变化电源的功率输出进行滤波。 在这种情况下， 储能逆变器必须能工作在一个设定的功率输出点上。 一旦储能逆变器收到设定指令， 它必须按要求控制充电和放电周期， 以维持要求的功率输出。 该储能逆变器还必须既能够响应一个简单的设定的工作点， 也能响应随时间变化的工作点。 在孤网系统中， 削峰填谷的目标都是维持当地电网的电压和频率稳定。 在这种情况下， 储能逆变器必须监视系统电压、 频率和充放电， 以维持所期望的系统电压和频率。 4.2.2 时移功能 在时移模式下， 能量被存储下来以备使用。 这种运行模式的典型范例是负载整形， 如， 优化柴油发电机的运行时间并调峰。 在这种模式下储能逆变器能够响应一个控制信号的要求来充放电。命令信号主要包括 1 、简单的充放电命令。在这种情况下储能逆变器必须在得到命令时进行充电或放电。这种模式通常称为指定模式。 2、时间输入。在这种情况下，储能逆变器必须有固定的运行时间表，按照既定的周期对充电和放电的开始和停止进行控制。 3、固定循环输入。在这种情况下，储能逆变器的工作基于一个固定的循环周期。 循环周期的设定是根据固定的充放电持续时间或者是根据充放电的开始和持续时间来设置的。 4、电力费用输入。在这种情况下，能够使用户电力成本最小，即在电力成本低的时候进行充电，而在电力成本高的时候进行放电。 4.2.3 有功功率控制功能 储能逆变器储能逆变器具有有功功率调节能力， 能够根据上位机指令控制其有功率输出。 在并网系统中， 其具有削峰平谷的功能， 可以对如风力发电机等变化电源的功率进行滤波， 在这种情况下， 储能逆变器必须能够工作在一个设定的功率输出点上， 一旦储能逆变器接收到指令， 它必须按要求控制充电和放电， 以维持要求的功率输出。 即无论在充电或是放电情况下， 储能逆变器都能够根据并网侧电压频率、 上位机指令等信号自动调节有功输出， 确保其最大输出功率及功率变化率不超过给定值，以便在电网故障和特殊运行方式下保证电力系统稳定性。 4.2.4 电压 / 无功调节功能 电池储能系统可根据并网侧电压水平、 上位机控制指令等信号自动调节无功输出，其调节方式、参考电压、电压调整率、功率因数等参数可由上位机远程设定。 储能逆变器储能逆变器输出电能的功率因数能够在 0.95（超前） 0.95（滞后） 范围内连续可调， 并且在此范围内不需要降低有功功率。 在其无功输出范围内， 逆变器可根据并网点电压水平调节无功输出， 参与电网电压的调节。 电网调度机构可远程设定其调节方式、 参考电压、 电压调差率等参数。 合理地控制电力系统的无功功率流动， 从而提高电力系统的电压水平， 改善电能质量， 提高了电力系统的抗干扰能力。 5 通讯与监控 5.1 控制和监控 储能逆变器既能够本地的和也能够远程的工作和控制。 储能逆变器也能够本地和远程的存入数据和故障信息查询以便以后检索。 用户能够通过本地或远程控制修改参数值（如储能逆变器的充放电模式、充电电流，放电电流，充放电限制电压，充放电时间等） 另外储能逆变器对交直流各回路进行电流和电压进行监测，其中包括直流侧直流电压、直流电流、功率逆变器设备名称、工作模式、工作状态、充电量、放电量交流侧电网电压、电网电流、电网频率可以通过通讯传递到监控系统对其进行显示。5.2 故障监控和恢复 储能逆变器要能够检测故障条件， 如果不能检测将导致装置损坏和操作条件不安全。 储能逆变器中不会导致不安全的工作状态的故障应能够自动恢复。 用户可以通过本地或远程控制在一定范围内修改保护值。 6、电源性能指标 1） SS60K 项 目 单位 规 格 备 注 名称 SS60K 交流侧参数 工作方式 － 连续工作交流接线方式 三相 4 线额定输出功率 KVA 60 输出过载能力 KVA 66 额定电网电压 V 400 有效值 允许电网电压 V 310－ 450 可设定 额定电网频率 Hz 50/60 频率范围 Hz 47－ 51.5/57-61.5 可设定 总 电 流 波 形 畸 变 率（ THD） 450Vac 有效值 独 立 逆 变 模 式 输出欠压保护 V 310Vac 有效值 直流侧参数最大直流功率 kW 60 直流电压范围 V 200 450 Vdc 最大输入电流 A 300 Idc 稳压精度 1 稳流精度 2 直流电流纹波 5 IPP 系统最大转换效率 96.5 含变压器直流侧是否有计量功能 有交流接触器可否远程控制 有直流接触器可否远程控制 有防护等级 IP20 室内允许环境温度 － 25℃～＋ 55℃冷却方式 风冷允许相对湿度 0～ 95 无冷凝允许最高海拔 m 5000 尺寸 mm 1024*1964*770 含变压器重量 Kg 1028 显示和通讯显示 触摸屏标准通讯方式 RS485 MODBUS 协议7、完善的保护功能 具有完善的保护功能，包括电网欠过压保护、电网欠过频保护、孤岛保护、输出短路保护、直流反接保护、蓄电池过充过放保护、蓄电池过流保护、硬件故障保护、接触器故障保护、过载保护、对地漏电流保护、防雷保护等。 8、附加预充电设备 由于某些储能电池 （如钒电池、 超级电容器） 在工作前电压可能为零或低于储能逆变器工作的最低电压，因此需要对其进行初始充电，以使电压从 0V 充电到 200V以上，满足储能逆变器直流电压的需要。 因此，都需要对电池系统进行初始充电。 在选择初始充电模式下，充电电压（ 0V--300V）和充电电流（ 0A--300A）连续可调。初始充电结束后，逆变器会自动转到待机模式，接受系统调度。