中國儲能網(wǎng)訊：9月7—9日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司、國家能源局能源節(jié)約和科技裝備司、浙江省能源局聯(lián)合指導(dǎo)，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會聯(lián)合232余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十二屆中國國際儲能大會在杭州洲際酒店召開。本次大會由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會、中國科學(xué)院電工研究所儲能技術(shù)組和中國儲能網(wǎng)聯(lián)合承辦。
大會以"共創(chuàng)儲能新價值，共建市場新格局"為主題，聚焦新型儲能安全持續(xù)發(fā)展，針對儲能產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等重點、熱點、難點問題展開充分探討，分享可持續(xù)政策機(jī)制、資本市場、新型儲能系統(tǒng)集成技術(shù)、供應(yīng)鏈體系、商業(yè)模式、標(biāo)準(zhǔn)、示范項目應(yīng)用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和深化應(yīng)用。
來自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國內(nèi)外駐華機(jī)構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的913家產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，3317位嘉賓參加了本屆大會，其中154家企業(yè)展示了儲能產(chǎn)品，可謂盛裝出席，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測認(rèn)證等新型儲能全產(chǎn)業(yè)鏈。
大會組委會邀請西安愛科賽博電氣股份有限公司韓海港做《電力電子化儲能測試系統(tǒng)中的若干應(yīng)用問題 》主題報告。以下是發(fā)言主要內(nèi)容：
韓海港：大家好！我的主題叫做《電力電子化儲能測試系統(tǒng)中的若干應(yīng)用問題》，可能跟其他專家分享的東西有些不一樣，因為我們主要是做測試系統(tǒng)的，我們的測試系統(tǒng)可以測相關(guān)的儲能變流器和電池，所以我們來分享一些測試過程中的問題。
我的報告分三部分：第一部分，看一下我們愛科可以給大家提供什么樣的解決方案。
這是一個最簡單的光儲應(yīng)用場景，從最左側(cè)到最右側(cè)我們愛科可以為大家提供什么樣的產(chǎn)品呢？從最左側(cè)可以看到有雙向的直流源，有塔式機(jī)、大機(jī)和模塊化的電源，我們從小功率幾十千瓦到兆瓦時的電源都可以給大家提供。這個直流源模擬的是光伏特性和電池特性。再有一個是低壓電網(wǎng)端，我們可以提供電網(wǎng)模擬源，這個電網(wǎng)模擬源在2022年升級了一款源載一體機(jī)的功能，所以它可以當(dāng)為電源回饋能量，也可以當(dāng)做負(fù)載來消耗能量。最后是有一個中壓電網(wǎng)模擬源，主要是滿足電站在現(xiàn)場的驗收。
這是我們愛科給大家提供的單機(jī)測試解決方案，這個測試解決方案主要包含三部分，第一部分是交流的源載一體機(jī)，它可以作為源來回饋被試品的能量。也可以作為載，在儲能變流器離網(wǎng)的時候消耗能量。第二部分是雙向可編程直流電源，可以提供電池模擬器或者是光伏模擬的特性。第三部分是RLC負(fù)載，主要是在測試的系統(tǒng)中完成防孤島的測試。我們看到交流源載一體機(jī)，從小公里的十幾千瓦到兆瓦級都可以提供。
這部分是四并的解決方案，跟剛才的測試系統(tǒng)有些類似，唯一不同的是電源變多了。這個電源變多可以帶來的好處是多工位的測試能力，相當(dāng)于我的電源可以單機(jī)使用，來測單個的被試品，也可以并聯(lián)起來測大功率的被試品，這樣滿足多場景、多工位的測試，可以將原使用率大大提高。
這是我們測試系統(tǒng)的幾大特點，第一個特點是直流源、交流源、源載一體機(jī)都可以同型號多機(jī)并聯(lián)。第二個是回饋型交流負(fù)載，是節(jié)約電能的設(shè)計。第三個特點是多工位的測試場景重構(gòu)。第四個特點是復(fù)雜電站并網(wǎng)驗收，我們可以做風(fēng)電場的電站驗收，光伏儲能電站驗收都可以做。
第二部分，主要給大家分享一下我們在測試過程中的問題。
這是一個變壓器勵磁涌流的問題，這是我們在測試過程中搭建的一個簡單的測試框架，這個問題主要是我們在做高低穿的時候，高穿的時候電壓恢復(fù)對變壓器有一個變壓器自身產(chǎn)生的勵磁涌流，這個勵磁涌流非常大。但是我們的儲能變流器或者是電網(wǎng)模擬源在設(shè)計之初已經(jīng)定下來了，它的過流能力也是定值，這個勵磁比較大，就經(jīng)常會把儲能變流器或者電網(wǎng)模擬源充過流了，導(dǎo)致我們在做高低穿的時候是過不去的。
勵磁涌流產(chǎn)生的原因各位專家比較了解，我就簡單過一下，穩(wěn)態(tài)的時候已經(jīng)有勵磁涌流了，這個勵磁涌流主要是跟合閘的角度有關(guān)系，還有變壓器自身的剩磁有關(guān)系。
這是我們在現(xiàn)場的實測波形，在空載做高低穿的時候勵磁電流已經(jīng)出現(xiàn)了，而且這個勵磁電流是非常大的，不是正玄波的。在輕載的時候做高低穿，可以看出來下面三個是電流波形，電流已經(jīng)不是正玄波了，因為電流比較小，其實把電壓也沒有影響到很嚴(yán)重，所以最終穿過去了，但不是滿載高低穿，還是不能滿足要求的。
這是一個滿載的時候做連續(xù)高低穿，上邊三個波形是電壓波形，下面是電流波形，可以看到在這個過程中，最終電源是保護(hù)掉了。
從這個波形最后分析了一下保護(hù)機(jī)制，整個我們把過程分析了一下，發(fā)現(xiàn)在這個過程中的產(chǎn)生邏輯是輸出電流，因為已經(jīng)產(chǎn)出勵磁涌流了，輸出電流已經(jīng)超限了。我們的電源進(jìn)入了截流狀態(tài)，截流狀態(tài)以后因為節(jié)流時間非常長，會導(dǎo)致我們電流輸出電壓而停機(jī)保護(hù)。還有一個情況是雖然我們電壓停機(jī)保護(hù)了以后，但是因為變壓器的勵磁涌流還沒有完全釋放掉，還可能導(dǎo)致電源電壓繼續(xù)網(wǎng)長升，最后電壓升得非常高了。
從這里可以看出來，我們把故障最后分析了一下，因為我們測試電源，交流源在設(shè)計之初，對變壓器的設(shè)計是有很大的余量的，比如最大磁通密度和飽和磁通密度有很大的余量，但是它還會沖破流，經(jīng)過我們的仿真和實測就發(fā)現(xiàn)里面是有直流分量的。再有就是可能因為節(jié)流時間和節(jié)流值可能設(shè)置得不是很合適。
最終解決方案，我們對直流分量進(jìn)行了很詳細(xì)的控制，對電壓畸變帶來的過壓進(jìn)行相關(guān)控制。還有對截流環(huán)進(jìn)行合理的設(shè)計，最終大家可以看出來，滿載時做連續(xù)高低穿的波形還好，因為電流的波形可能還是有點畸變，但還是在可接受范圍內(nèi)，電壓波形比較完美，這樣高低穿是過去了。
剛才跟大家分享的這個案例是我們中壓電網(wǎng)模擬員在現(xiàn)場做十千伏電站驗收時候的波形，這個跟大家分享一下，而且是我們的一個案例，也是通過我們公司經(jīng)過很長時間的討論分析出來的，所以在這兒跟大家分享一下。
第二個問題是在測試過程中發(fā)現(xiàn)了電網(wǎng)模擬源和儲能變流器進(jìn)行對接的時候發(fā)現(xiàn)了諧振的問題。左側(cè)是電網(wǎng)模擬源的拓?fù)洌覀兊妮敵鰹V波是LC的濾波。光伏逆變器的拓?fù)浠蛘呤莾δ茏兞髌鞯耐負(fù)涠际且恢碌?，交流?cè)輸出應(yīng)該是LCL的濾波，但是在廠家的設(shè)計過程中，因為網(wǎng)側(cè)的L在實際現(xiàn)場應(yīng)用過程中有很長的電纜，這個電纜中是有感應(yīng)的，所以說大家設(shè)計電源的時候，把L省掉了，但是這個省掉在電站里面應(yīng)用是沒有問題的，但是在測試的過程中出現(xiàn)了問題。為什么？因為大家在測輸出的逆變器或者是變流器輸出交流側(cè)波形的時候，發(fā)現(xiàn)它有很大的交流紋波，這個交流紋波就是因為省掉了一個電感導(dǎo)致的。
這是我們實測的波形，黃顏色是電流波形，這個電流波形已經(jīng)涵蓋了很多高頻的成分，這個高頻成分是開源頻率次的東西。這是我們愛科最終提出來的解決方案，我們電網(wǎng)模擬源最終是把LC濾波改成了LCL的濾波，相當(dāng)于廠家把PCS或者是光伏逆變器的L省掉了，我是把L加到電源內(nèi)部去了。這是最終測試出來的波形，電流波形好多了，電壓波形也是比較好的。
第三個問題是負(fù)載過壓的事情。我們愛科可以給大家提供交流的源載一體機(jī)，我們交流源也可以用在載的功能下，這是一個簡單的拓?fù)?，相?dāng)于電池包經(jīng)過儲能變流器，儲能變流器工作在離網(wǎng)模式下，工作在離網(wǎng)模式下就需要交流載把能量回饋到電網(wǎng)上去。正常情況下這個拓?fù)湟稽c問題都沒有，但是在異常情況，特別是儲能變流器發(fā)生故障了以后，自己停機(jī)了，相當(dāng)于對于我的負(fù)載來說是開流狀態(tài)，開流狀態(tài)電壓就要突升，而且中間有一個斷路器，這個斷路器的切斷時間還有幾十毫秒的切斷時間。在這個過程中，開流電壓上升了以后，很有可能就直接串過去了以后，讓儲能變流器的電容損壞掉，這是我們在現(xiàn)場也發(fā)現(xiàn)的問題。
最終我們的解決方案，對我們電源的檢測做了優(yōu)化，是快速的檢測，相當(dāng)于我快速檢測外圍的電壓變化。還有一個是把電源的保護(hù)機(jī)制做了更嚴(yán)格的保護(hù)處理。
第四個案例是電源的多機(jī)并聯(lián)問題。這是我們給客戶做的電源并聯(lián)的方案，二層布局是8臺750kW的交流源和8臺750kW的直流源。愛科可以給大家提供750kW的8臺交流源并機(jī)，這個技術(shù)是比較難的，和8臺750kW的直流源并機(jī)。
這個圖中可以看出來，交流源從最左側(cè)和最右側(cè)的距離已經(jīng)非常遠(yuǎn)了，可能有十多米的距離差異，最終我們的交流源的輸出是要引到一樓交流切換柜上去的，這個距離差異下來，可能要差二三十米。這個距離差異導(dǎo)致了線纜上最終產(chǎn)生的等效果電抗有很大差異，這個等效電抗產(chǎn)生差異了以后，對交流源的并擊就帶來了很多很困難的因素。
我們愛科在這個方面，經(jīng)驗比較豐富，我們有26年的歷史，所以我們對交流源并擊這一塊有很多的經(jīng)驗積累。最終我們的解決方案是多主從機(jī)互換功能，讓交流源的主機(jī)、從機(jī)來匹配線纜阻抗來解決這個問題。第二個是如果雜散電感不同，或者是雜散參數(shù)的不同，導(dǎo)致的是不均衡的問題，在我們的控制環(huán)路里面加了一個均衡環(huán)的控制，這樣把我們整個測試系統(tǒng)多機(jī)并聯(lián)最終做下來是比較穩(wěn)定的，而且是在好幾個客戶現(xiàn)場已經(jīng)做得非常好了，我們下面有案例分享。
第三部分，給大家介紹一下典型案例
這是我們給上電科提供的低壓測試系統(tǒng)，它有3臺1.3MW的交流源和4臺1MW的直流源，4臺1MW的直流源是可串可并的，目前是現(xiàn)行能力最大的測試系統(tǒng)?？赡芎芏鄰S家做的PCS或者是光伏逆變器，或者是電池包，可能都會放到上電科進(jìn)行測試，如果可以跟我們合作，也是比較好的，起碼拿我們的電源進(jìn)行測試以后，對自己電源進(jìn)行檢驗了以后再拉到上電科去做相關(guān)的測試，就比較容易過。這是上電科的圖片。
這是我們給南德TUV做的6MW測試系統(tǒng)，這是正在建設(shè)，已經(jīng)快建成了。這個6MW的測試系統(tǒng)是4臺1.5MW的直流源和4臺1.5MW的交流源組成的。所謂的1.5MW其實是750kW并聯(lián)的，所以這個系統(tǒng)是750kW的8臺直流源和8臺交流源的并機(jī)所組成的。這個系統(tǒng)中交流源是4臺可并的，直流源也是4臺可并的，但是2臺可串聯(lián)，最后輸出的電壓是正負(fù)2000V。這是南德TUV的現(xiàn)場照片。
我們還給南京國網(wǎng)做了一個6MW的直流源，這個6MW的直流源是6臺1MW的直流源組成，小系統(tǒng)2臺直流源并聯(lián)了以后我們叫小系統(tǒng)，小系統(tǒng)是可串可并的。這個系統(tǒng)有一個特殊的狀況是可以串到4000V去，也就是現(xiàn)在我們直流源的電壓可以到4000V，南京國網(wǎng)預(yù)研了后續(xù)的PCS或者光伏直流側(cè)的電壓往上走的趨勢，所以把電壓做到4000V。
這是南京國網(wǎng)的現(xiàn)場照片。我們給很多生產(chǎn)廠家提供了很多設(shè)備，龍頭企業(yè)陽光、固德威等等，我放了幾個比較典型的案例。
這是我們10kV/35kV的中壓電網(wǎng)適應(yīng)性裝置，剛才說的第一個測試問題，就發(fā)生在這個現(xiàn)場，我們在給風(fēng)電場做驗收的時候，發(fā)現(xiàn)了諧振問題、勵磁涌流問題，當(dāng)時處理掉了。這是我們給上電科提供的8MW的測試系統(tǒng)，在現(xiàn)場做驗收，下面兩張圖片是現(xiàn)場的照片?，F(xiàn)場的環(huán)境比較苛刻，還有一些風(fēng)沙等情況，對設(shè)計是有很嚴(yán)苛的要求的。
把我們西安愛科給大家介紹一下，我們在1996年成立，在西安和蘇州有研發(fā)基地，在深圳成立了我們的研發(fā)中心。我們現(xiàn)在大概有500多號人，主要是做相關(guān)的測試電源和電源質(zhì)量相關(guān)產(chǎn)品。
我的分享就這么多，如果哪個廠家對測試電源有需求，或者是對我剛才分享的案例比較感興趣，咱們下來以后可以再繼續(xù)進(jìn)行交流。謝謝大家！
