MW級電池儲能系統(tǒng)的高壓直流變流接入技術

宋昌軍

新疆粵水電能源有限公司 新疆烏魯木齊 830000

文章提出一種MW級電池儲能系統(tǒng)的高壓直流變流接入技術，分析其基礎理論，并在此基礎上開展仿真分析和實驗室低壓物理模型驗證以證明其可行性和正確性，希望可以給有關從業(yè)人員以啟發(fā)。

1 高壓直流變流接入技術

在恐龍化石能源技術的枯竭和生態(tài)環(huán)境保護的巨大壓力下，中國能源工業(yè)的發(fā)展迫切需要結構的成功轉(zhuǎn)型，可再生能源發(fā)電站的比重不斷提高。但是，由于光伏電站和太陽能發(fā)電的不連續(xù)和振蕩特性，使用其自身的能量存儲和可再生功能更為有效。深層清潔新能源是必不可少的最重要的核心技術之一。從技術上講，能量存儲可以分為抽氣式存儲，手機電池存儲，熱存儲，冷存儲，空氣壓縮存儲和棘輪存儲三種。儲能（電站）不受自然地理條件惡劣的先決條件的限制，規(guī)劃建設成本相對較大。它在中國尚未廣泛使用，已被用作能源系統(tǒng)，以實現(xiàn)調(diào)度和指揮中各種資源的頻率和峰值調(diào)整。儲熱，冷庫，工作介質(zhì)儲能和車軸儲能，或者它們的技術尚未成熟，或者投資成本過高。相比之下，手機電池儲能是市場上最傳統(tǒng)的形式，最逐漸成熟和使用最廣泛的儲能技術。逐漸地，各種新材料以及可能出現(xiàn)和應用的方法，各種新電池技術和新的其他產(chǎn)品涌入市場，例如鋰離子電池，全釩液流電池充電，真正的電解電容器等，汽車，光伏發(fā)電發(fā)電設備，消費者需求，市場需求和其他市場領域起著越來越重要的作用，中國的國內(nèi)儲能市場正在蓬勃發(fā)展?？梢灶A見，隨著新政策的鼓勵，當前的儲能市場將在未來十年或兩年內(nèi)呈現(xiàn)爆炸性的增長，這在光伏儲能，電力系統(tǒng)的FM天然氣峰值方面也非常重要，潛在需求方和管理以及Microgrid等領域。電網(wǎng)，所有電動汽車都將與應用有關[1]。

2 大功率電池儲能技術問題

電池充電和儲能系統(tǒng)可分為三類：分布式儲能和相對集中的儲能。這種額定功率電平轉(zhuǎn)換器通常足以滿足更多客戶的集中式和分布式儲能應用。但是，如果可以規(guī)劃和構建水電站電力和電力軟件系統(tǒng)的電力和大容量儲能系統(tǒng)功能，那么實際上，通常在高低壓交流電下，多個轉(zhuǎn)換器串聯(lián)和并聯(lián)運行側(cè)，然后將多個BoosterBox變壓器與10個變壓器以各種方式連接。在由35kV或122kV形成的高壓和電力系統(tǒng)的功能中，當多個硅整流器繼續(xù)串聯(lián)和并聯(lián)運行時，每個硅整流器都是獨立且受控制的。此外，每個硅整流器還具有其他品牌，這些品牌的電池性能來自不同品牌的制造商。輸出容量和輸入電壓的差異將導致循環(huán)電流的損失和特殊性能。為了最大程度地減少這種積極影響，與基本操作并聯(lián)的轉(zhuǎn)換器的數(shù)量不應太大，通常不應達到4-6，這可以允許更多的低壓系統(tǒng)母線和更多的升壓箱型變壓器?；氐秸５幕具\行狀態(tài)，變壓器的無功電流消耗很多，通常少于其有功功率的12%。儲能站中的許多變壓器將導致無功功率大量損失。配備其他設備，例如進行經(jīng)濟補償。以中國的兩大輸電網(wǎng)絡為例，中國國家電網(wǎng)的其他公司已經(jīng)在張北建設了最重要的風能，太陽能儲能和輸電示范項目。它們的儲能系統(tǒng)功能為20MW/95mwHH，包括節(jié)能手機鋰電池，動力手機鋰電池，液流手機電池和鈉硫電池。有7種不同類型的鋰離子電池和其他制造商的儲能產(chǎn)品。整體儲能軟件該系統(tǒng)總共使用70個單元和13個升壓配電變壓器。南電輸電公司本身已經(jīng)在深圳寶慶市規(guī)劃建設了4MW/16MW·h儲能標準示范工程。整個儲能軟件系統(tǒng)包含8個其他功能系統(tǒng)模塊。每個系統(tǒng)模塊的功率為300kW/2M·h，由16個DC/AC轉(zhuǎn)換器96代替。DC/DC轉(zhuǎn)換器由96個電池性能陣列組成，并具有下游，通信和交換兩個階段。從大容量、大功率、大容量電池儲能系統(tǒng)（水電站）的兩個最具代表性的例子可以看出，現(xiàn)階段，我國新建的超大功率鋰離子電池儲能項目遵循多種常規(guī)路徑進行分布式比較儲能[2]。有許多低功率輸出PC機匯聚在交流側(cè)，從而逐漸增加了對電力系統(tǒng)功能的訪問。該系統(tǒng)的功能結構不僅覆蓋了大面積的3條、較長的電纜線路和通信線路，而且還具有許多輔助控制設備和備品備件。控制軟件系統(tǒng)比較復雜，難以協(xié)調(diào)。由于環(huán)流造成的有功損耗過大，箱式變壓器造成的人工和無功消耗很大，降低了整個系統(tǒng)的運行和效率，不能滿足未來發(fā)展建設小功率、大總?cè)萘康囊?。儲能水電站的市場需求。因此，迫切需要快速突破，不斷?chuàng)新。

3 儲能電站建設

MW級超大功率大容量儲能轉(zhuǎn)換器是規(guī)劃和建設完全智能化的供電網(wǎng)絡和未來儲能電站的關鍵，而這取決于技術的實現(xiàn)。它廣泛用于可再生電網(wǎng)連接中，大大減少了風能放棄，系統(tǒng)頻率和調(diào)峰，潛在需求和潛在需求，并具有戰(zhàn)略規(guī)劃意義和價值。本文的內(nèi)容對兆瓦功率最大最大容量儲能轉(zhuǎn)換器的牢固耦合整體結構和全面控制進行了評論。借助理論討論和高仿真經(jīng)驗綜合分析，實驗室低壓系統(tǒng)的物理和化學建模方法對標準轉(zhuǎn)換項目的反復驗證和論證充分驗證了該程序的可行性和先進性。技術路線圖，并可以達到兩大項目實際應用的總體水平，這為兆瓦級儲能電站的未來規(guī)劃和建設奠定了核心技術概念的基礎[3-4]。

4 結語

MW級電池儲能系統(tǒng)的高壓直流變流接入技術實際應用的過程中是智能電網(wǎng)和未來儲能電站的關鍵應用技術，對其進行有效應用可以促進智能電網(wǎng)和儲能電站建設效率，有著重要的應用意義。