严雄---离网型储能电站应用案例分析.pdf

2 一 、 离 网 型 储 能 电 站 的 推 广 与 应 用二 、 离 网 型 储 能 电 站 的 作 用 及 特 点三 、 电 站 设 计 关 键 技 术四 、 工 程 案 例 分 享 3 一 、 离 网 型 储 能 电 站 的 应 用 与 推 广大势所趋巴黎协定 国家政策2 0 1 8年能源工作指导意见可持续发展，4 7个国家承诺争取在 2 0 3 0 ~2 0 5 0年完全实现可再生能源供给，中国2 0 3 0年非化石能源占总能源消耗的2 0 % 政策取向脱碳行动更加注重绿色低碳发展 ：调整能源结构 ，稳步推进水电、风电、太阳能、生物质能等可再生能源规模化发展 加快能源领域军民融合深度发展 推动离网地区军民融合可再生能源局域网建设，以新能源融合储能、配电网等方式，为岛屿、高原哨所等离网地区提供热电冷综合能源服务 控制碳排放 主要目标 非化石能源占总能源消耗的1 4 .5 %培育能源发展新动能 扎实推进能源互联网、新能源微电网、储能技术试点等示范项目建设 1.1 离 网 型 储 能 电 站 应 用 与 推 广 的 动 力 4 一 、 离 网 型 储 能 电 站 的 应 用 与 推 广1.2 离 网 型 储 能 电 站 应 用 与 推 广 的 原 因区 位 原 因 合 理 性 5 二 、 离 网 型 储 能 电 站 的 作 用 及 特 点作 用 6 三 、 电 站 设 计 关 键 技 术 设 计 关 键 技 术离 网 型 储 能 电 站风光柴储 多能互补系统规划 系统优化控制技术资 源分 析负 荷分 析风光柴储规模电力网络规划 励 磁涌 流源荷匹配稳定性分析 潮 流计 算系 统 功 率 平 衡 波 动 储 能系 统协 调控 制技 术能 量管 理系 统系 统稳 定控 制装 置储 能 系 统 位 置 继电保护技术 短 路电 流保 护策 略保 护装 置要 求 7 三 、 关 键 技 术（ 1） 负 荷 分 析 ： 对 电 源 装 机 规 模 起 到 决 定 性 的 作 用原 始 负 荷 资 料 的 收 集 ， 制 定 负 荷 统 计 表 ， 根 据 每 月 （ 周 ） 典 型 日 （ 0~23h） 分 时 段负 荷 值 ， 配 合 相 关 负 荷 预 测 方 法 及 软 件 ， 考 虑 一 定 的 负 荷 波 动 系 数 ， 确 定 全 年8760h的 负 荷 值 。 8 三 、 关 键 技 术（ 2） 风 光 储 装 机 规 模 ： 以 负 荷 分 析 为 基 础a.根 据 当 地 风 、 光 资 源 条 件 及 负 载 情 况 ，以 每 小 时 源 、 荷 电 力 平 衡 为 原 则 ， 计 算8760h内 的 电 量 盈 亏 ， 确 定 风 、 光 、 储 的装 机 规 模 。b.根 据 全 年 不 同 季 节 负 荷 的 用 电 量 ， 在 光伏 装 机 规 模 确 定 的 情 况 下 ， 复 核 最 佳 安 装 倾 角 。c.根 据 经 济 技 术 比 选 ， 确 定 储 能 系 统 的 最佳 安 装 位 置 。软件使用场景负荷类型元件模型优化目标DES-PSO并离网微电网、冷热电三联供系统冷、热、电光伏、风机、燃气轮机、燃气内燃机、制冷机、锅炉、储电、储热投资经济性最优、CO2排放最低HOMER 小功率可再生能源系统热、电、氢各种可再生能源电源、储电、储氢净现值成本最低PDMG 微电网系统电光伏、风机、储电经济性与技术性综合最优 9 三 、 关 键 技 术（ 3） 电 力 网 络 规 划 ： 根 据 源 荷 之 间 的 距 离 、 负 荷 重 要 性 、 供 电 可 靠 性 ， 确 定 主 网 电 压 等 级 及 回 路 数 。a.考 虑 配 电 变 压 器 励 磁 涌 流 对 系 统 稳 定 性 的 影 响 。b.考 虑 风 光 功 率 波 动 及 不 同 负 载 下 系 统 的 稳 定 性 。c.考 虑 暂 稳 态 时 的 短 路 电 流 ， 线 路 末 端 电 压 降 。 1 0 三 、 关 键 技 术（ 1） 储 能 系 统 协 调 控 制 技 术 与 储 能 系 统 布 置 位 置 有 关位 置 控 制 策 略 说 明 优 点 /缺 点部 分 直 流侧 储 能 +部分 交 流 侧 储 能 +主 从控 制 1） 电 流 源 分 散 布 置 在 光 伏 区 ， 出 力 受 光伏 逆 变 器 控 制 ；2） 电 压 源 集 中 布 置 在 开 关 站 区 ， 接 入 交流 母 线 侧 ； 电 压 源 瞬 时 适 应 负 载 的 变 化 。 1） 光 伏 出 力 波 动 抑 制 效 果 明 显 ；2） 功 率 源 的 出 力 控 制 精 度 较 高 ；3） 交 流 侧 多 余 的 电 能 不 能 进 行 存 储 ；4） 电 压 源 总 功 率 固 定 ， 对 系 统 负 荷 突 变 的 应 对存 在 一 定 风 险 。交 流 侧 储能 +主 从 控制 1） 功 率 源 、 电 压 源 均 集 中 布 置 在 开 关 站区 ， 接 入 交 流 母 线 侧 ；2） 功 率 源 采 用 主 从 控 制 模 式 ， 受 能 量 管理 控 制 ； 电 压 源 瞬 时 适 应 负 载 的 变 化 。 1） 功 率 源 的 出 力 控 制 精 度 较 高 ；2） 多 台 功 率 源 靠 通 信 方 式 实 现 主 从 控 制 ， 通 信延 时 对 系 统 稳 定 有 影 响 ；3） 电 压 源 总 功 率 固 定 ， 对 系 统 负 荷 突 变 的 应 对存 在 一 定 风 险 。交 流 侧 储能 +对 等 控制 1） 电 压 源 集 中 布 置 在 开 关 站 区 ， 接 入 交流 母 线 侧 ；2） 电 压 源 瞬 时 适 应 负 载 的 变 化 。 1） 电 压 源 均 靠 母 线 电 压 参 数 进 行 充 放 电 控 制 ，没 有 通 信 线 ， 实 时 性 好 ；2） 最 大 化 利 用 了 储 能 系 统 功 率 。 1 1 三 、 关 键 技 术（ 2） 电 网 系 统 能 量 管 理 系 统作 用 ： 实 现 全 网 源 、 荷 匹 配 的 监 视 、 调 节 、 控 制 。 通 过 采 集 源 、 荷 以 及 功 率 预 测 数据 ， 实 现 对 各 系 统 控 制 策 略 的 执 行 和 优 化 调 度 控 制 ， 保 证 系 统 频 率 、 电 压 的 稳 定 。具 体 功 能 ： 能 量 平 衡 自 动 计 算 、 遥 控 发 （ 储 ） 电 单 元 、 AGC/AVC（ 自 动 发 电 /自 动 电压 控 制 ） 自 动 调 节 、 储 能 系 统 协 调 控 制 、 微 网 系 统 二 次 调 频 、 黑 启 动 、 FA(配 网 自 动化 )、 功 率 预 测 、 负 荷 预 测 等 。 1 2 三 、 关 键 技 术（ 3） 系 统 稳 定 控 制 装 置根 据 不 同 运 行 场 景 按 照 新 能 源 功 率 波 动 、 负 荷 扰 动 和 三 相 短 路 三 种 典 型工 况 进 行 仿 真 。最 大 功 率 缺 额 频 率 低 限 值 低 频 减 载 动 作 顺序 、 频 率 级 差电 压 低 限 值 被 切 负 荷 位 置 、容 量 、 被 切 初 始时 间 最 大 冗 余 功 率 频 率 高 限 值 过 频 切 机 动 作 顺序 、 频 率 级 差电 压 高 限 值 高 压 切 机 动 作 顺序 、 电 压 级 差 1 3 三 、 关 键 技 术短 路 电 流 特 点 ：1.部 分 短 路 电 流 为 双 向 ， 故 障 点 两 侧 等 效 电 源 容 量 小 的 那 侧 故 障 电 流 贡 献 能力 较 小 ， 传 统 突 变 量 与 时 限 配 合 的 继 电 保 护 技 术 容 易 误 动 或 拒 动 ；2.短 路 电 流 由 于 电 力 电 子 器 件 限 流 影 响 ， 故 障 时 不 超 过 额 定 电 流 的 2倍 。装 置 要 求 ：电 网 容 量 和 惯 性 较 小 ， 保 护 元 件 需 要 快 速 响 应 ， 否 则 系 统 容 易 失 稳 。 保 护 策 略 ：差 动 保 护 ： 按 不 同 区 域 进 行 保 护 ， 分 成 母 线 、 馈 线 以 及 电 源 设 计 差 动 保 护 策略 。 通 信 网 络 是 整 个 保 护 策 略 正 确 实 施 的 关 键 。自 适 应 保 护 ： 核 心 在 于 当 电 网 运 行 方 式 发 生 变 化 时 ， 保 护 策 略 可 自 行 更 正 与之 不 相 适 应 的 保 护 整 定 值 。 1 4 四 、 工 程 案 例项 目 光 伏 装 机 20MWp， 风 电 装 机 6MW，柴 发 装 机 2MW， 储 能 系 统 装 机 16MW/28MWh， 建 设 范 围 包 括 ： 电 源 、 10kV线 路 、10kV配 电 网 络 及 箱 变 、 电 化 学 储 能 设备 、 电 蓄 热 供 暖 设 备 。