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1、储能现场关键问题 分析及规避 昆兰公司简介 北京昆兰新能源技术有限公司(以下简称“昆兰”),成立于2009年3月,是一家中美合资企业。昆兰下设昆兰新能源技术常州有限公司、上海动为科技有限公司(Dowell)两家全资子公司。昆兰储能业务 拥有PCS、EMS、电池成组等核心产品技术,可提供一体化系统解决方案。业绩涵盖发电侧、电网侧、用户侧。参与储能项目容量累计约1GWh。典型案例 长治热电AGC调频储能电站 容量:9MW/4.5MWh 配合电厂机组做AGC联合辅助调频,提高KP指标,增加电厂收益,减少机组磨损,提高电网的稳定性。平顶山趔山储能电站 容量:4.8MW/4.8MWh 隶属于河南电网10
2、0兆瓦电池储能示范工程,我公司同时参与了信阳龙山站、郑州潘庄站、安阳汤阴站的供货,共计24MW/24MWh。典型案例 英国调频储能电站 Capacity:1.2MW/1.2MWh an Electrical Energy Storage(“ESS”)system capable of storing and delivering energy into the distribution network for purpose of load shifting and enhanced frequency response 无锡星洲工业园储能电站 容量:20MW/160MWh 全球容量最大的园区
3、级站房式储能电站,全国首个增量配电网+储能项目 储能现场问题影响 安全 稳定 维护 前奏 现场被忽视的基础问题 热管理设计 强弱电布线 中性点接地 接线问题 项目前期需求、设计及管理不到位,造成后期频繁变更,系统整体合理性受影响。储能系统项目管理问题 系统安全系统安全问题问题 通常电池簇的熔断器布置在簇外的高压盒内,当电池簇内部发生短路时,短路点的旁路作用造成电池簇外部的熔断器、断路器等短路过流保护器件无法及时动作,引起电池发生起火等事故。簇内熔断器+-+-DCAC在原来方案基础上增加簇内熔断器,位于电池簇中间,可有效降低电池簇内发生短路时无法及保护的盲区。可采用MSD结构形式,维护时可以拆掉
4、熔断器,提高对组端检修操作时的安全性。簇内熔断器+-+-DCAC+-+-DCAC在高倍率充放电应用中,比如调频应用,系统调度控制是以功率为控制目标,而电池特性是以电流为基准,当电池电压低于一定值时,功率不变,电流会超过电芯的设计充放电倍率。电池容量配置 电池容量配置 电池低于652V时,为了防止电池充放电电流太大,需按限流值A工作。电池低于767大于650V时,按限流值B,恒功率模式工作。电池大于767V时,由于电池高电压时内阻增大,效率降低,为了防止发热量大,按限流值C工作。序号 No.项目 Item 规格 Specification 备注 Note 1 容量 Capacity 115.0
5、Ah(Cmin)2 标称电压 Rated Voltage 691.2 V 216个电芯串联 216 pcs of cell in series 3 电压范围 Voltage Range 540 V788.4 V 4 额定电流 Rate Current 230A(2C)5 能量 Power 79.488KWH 6 充放电功率 Charging/discharging Power 150kW 7 2C充放电电流 2C Charging/discharging current 230A 8 2C充放电电压下限 2 C charge and discharge voltage lower limit
6、652V 在特殊场合建设实施的储能项目,需根据现场的特殊环境,做相应的安全防护配置,保证系统长期安全可靠运行。安全防护配置 垃圾填埋场 冶金厂 化工厂 信息安全 主机方面:操作系统安全加固,操作系统密码定期修改 应用方面:两种或两种以上的组合鉴别技术,关键网络设备冗余备份 人员及管理方面:调试阶段使用专用调试设备,禁止远程连接系统 网络方面:身份验证双因子鉴定别,对日志进行分析并生成审计报表 系统稳定问题系统稳定问题 储能调频系统控制部分采用双冗余设计方案,在系统出现问题时自动切换到备用服务器运行,保障调频系统的长期稳定可靠运行。控制系统双冗余备份 厂区用电非线性负荷造成厂区内的电网稳定性和电
7、能质量较差,接入大容量储能系统后,采用传统滤波方式,会有谐振产生,导致储能变流器频繁报过欠压保护,无法稳定运行,同时储能系统的频繁启停,会进一步导致厂区电能质量的下降。增加有源阻尼控制后,系统稳定性大大提高。弱电网谐振抑制技术 载波不同步时,在高频处出现一个谐振峰,因此会出现高频谐振。不但会影响交流侧电网的电能质量,而且会导致直流正负母线对地有很高的交流分量,容易造成一部分bms的电压采样受干扰而波动,产生单体过压或欠压报警,使系统保护停机,影响了系统的正常使用。多机并联高频谐振抑制技术 针对上述问题,采用载波同步技术,使2台及以上机器的开关频率的载波做到一样,如果电网电压和直流母线电压以及充
8、/放电的功率是一样的话,那么理论上并联的机器的发波就是一样的,从而有效抑制多机并联设备间的高频环流,使输出波形更平滑,电能质量更好。直流侧正负母线对地的交流分量大大降低,bms采样恢复正常。多机并联高频谐振抑制技术 以中国AGC调频为例,收益来自于增加储能系统后,Kp指标提高获得的补偿。储能系统可以提高调节速率,调节精度,降低响应时间。每次调节都会带来电池系统的寿命损耗,即调节成本,需平衡调节成本和调节补偿,使收益最大化。另外结合调频考核机制,非考核区间,降低出力,减小电池损耗。AGC调频收益和电池损耗成本的平衡 系统运维系统运维问题问题 现场出现系统或设备故障后,需要根据故障事件记录,分析可能发生故障的原因,而故障波形更能准确分析当时的原因,但现在故障往往很难复现,给彻底解决问题带来了难度。而且示波器比较贵重,携带不方便。故障录波 在故障发生时记录某些预定的波形在故障前后的波形形状,便于分析引起故障的原因。故障录波 批量参数配置可通过上位机进行可视化设置,提高现场调试效率,降低频繁修改编程代码的出错概率。批量参数配置可视化 系统内所有数据都具有历史曲线功能,关键数据有实时录波曲线功能,便于维护,问题查找。可视化数据设计 多种储能解决方案的践行者 项目装机容量1GWh