移動(dòng)式儲(chǔ)能應(yīng)急電源關(guān)鍵技術(shù)分析

王增國(guó)

（國(guó)能準(zhǔn)能集團(tuán)物資供應(yīng)中心，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 010300）

0 引 言

移動(dòng)式儲(chǔ)能應(yīng)急電源關(guān)鍵技術(shù)實(shí)際應(yīng)用是電力供應(yīng)新的選擇，是城市應(yīng)急管理能力的體現(xiàn)，例如防災(zāi)應(yīng)急電源在保障供電可靠性層面發(fā)揮著重要作用。移動(dòng)式儲(chǔ)能系統(tǒng)配置靈活，現(xiàn)場(chǎng)安裝以及操作也比較便利，可移動(dòng)性突出，是應(yīng)急電源的首選。通過移動(dòng)式儲(chǔ)能系統(tǒng)能解決季節(jié)性負(fù)荷問題，保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定。但是移動(dòng)式儲(chǔ)能應(yīng)急電源也有缺點(diǎn)，主要是受到系統(tǒng)容量限制比較鮮明，整體供電的容量以及時(shí)間有限。

1 移動(dòng)式儲(chǔ)能應(yīng)急電源特點(diǎn)和應(yīng)用價(jià)值

1.1 特點(diǎn)體現(xiàn)

移動(dòng)式儲(chǔ)能應(yīng)急電源有著鮮明的特征，體現(xiàn)在容量大以及體積小方面，同樣容量的磷酸鐵鋰電池的體積是鉛酸電池體積的三分之二，重量是后者的三分之一[1]。充電效率比較高、環(huán)保，如磷酸鐵鋰電池不含任何重金屬，生產(chǎn)以及使用當(dāng)中不會(huì)發(fā)生污染。有著比較突出的性價(jià)比，使用的整體效益比較高[2]。移動(dòng)式儲(chǔ)能電源是內(nèi)置整流器以及逆變器的，通過市電交流以及新能源直流充電，輸出的交直流電壓能提供不間斷移動(dòng)照明，電池箱內(nèi)置電池，通過過電池管理系統(tǒng)等能數(shù)據(jù)上載，運(yùn)用手機(jī)App就能查看電流的監(jiān)控以及溫度監(jiān)控等，如圖1所示。

圖1 電源遠(yuǎn)程監(jiān)控功能示意

1.2 應(yīng)用價(jià)值

將移動(dòng)式儲(chǔ)能應(yīng)急電源加以合理運(yùn)用，能大大提升電源應(yīng)用整體效率，將電源技術(shù)優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來。傳統(tǒng)電力供應(yīng)是市電為主、應(yīng)急為輔的方式。以往的應(yīng)急電源有柴油發(fā)電機(jī)以及鉛酸電池，前者會(huì)出現(xiàn)很大噪音，環(huán)保性差，電壓的頻率也存在不穩(wěn)的問題，使用中有諸多不便。而前端電池組的使用壽命相對(duì)短一些，安全性也并不高，常常是用在變電站電力設(shè)備應(yīng)急保電當(dāng)中，使用的頻率要低一些[3]。經(jīng)過對(duì)比就能發(fā)現(xiàn)，同樣容量移動(dòng)式應(yīng)急電源，比柴油機(jī)年投入是遞減的，沒有污染，不用維護(hù)，補(bǔ)能方式比較多。

2 移動(dòng)式儲(chǔ)能應(yīng)急電源技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景和關(guān)鍵技術(shù)

2.1 移動(dòng)式儲(chǔ)能應(yīng)急電源技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景

移動(dòng)式儲(chǔ)能應(yīng)急電源技術(shù)合理應(yīng)用能大大提升技術(shù)應(yīng)用效果，在諸多場(chǎng)景中都能加以應(yīng)用。

2.1.1 儲(chǔ)能電源系統(tǒng)應(yīng)用

應(yīng)急以及共享電源的移動(dòng)式儲(chǔ)能電源的容量小，容量低的微儲(chǔ)能電源系統(tǒng)能解決低電壓?jiǎn)栴}，在電網(wǎng)正常運(yùn)行時(shí)，微儲(chǔ)能電源不運(yùn)行，市電直接輸送到用戶，保障正常用電。監(jiān)控中對(duì)于發(fā)生電網(wǎng)低電壓，儲(chǔ)能系統(tǒng)把市電切斷，儲(chǔ)能逆變器給用戶進(jìn)行供電，保障用電高峰期時(shí)用戶能正常用電[4]。處在低谷時(shí)電池采用市電來充電，保障電源電量充足。微儲(chǔ)能電源系統(tǒng)在運(yùn)行中，其原理如圖2所示，其中有監(jiān)控裝置，能通過手機(jī)App以及在線云管理平臺(tái)進(jìn)行管理以及遠(yuǎn)程維護(hù)，將局部低電壓預(yù)控和電壓監(jiān)控不能實(shí)現(xiàn)問題有效處理。大容量?jī)?chǔ)能電源系統(tǒng)能采取離網(wǎng)使用的方式，應(yīng)用在少電地區(qū)，配置風(fēng)光新能源充電的端口，通過大片閑置空地進(jìn)行敷設(shè)光伏板來充電儲(chǔ)能，能大大節(jié)省物力資源、人力資源和財(cái)力資源[5]。

圖2 電源運(yùn)行原理

2.1.2 應(yīng)急電源應(yīng)用

移動(dòng)式儲(chǔ)能應(yīng)急電源在實(shí)際應(yīng)用中電源即插即用的優(yōu)勢(shì)比較突出[6]。電力公司輸配檢修中應(yīng)用架空線路搶修以及變壓器夜間搶修施工照明等故障測(cè)試，在消防以及市政等應(yīng)急搶修中都能加以應(yīng)用，重要會(huì)議保電工作當(dāng)中也能加以運(yùn)用。移動(dòng)式儲(chǔ)能電源采用的磷酸鐵鋰電芯高溫性能比較好，能承受350～500 ℃高溫，能直接駛?cè)氲綍?huì)議場(chǎng)所，應(yīng)用的效果比較突出，滿足實(shí)際電源應(yīng)用的需要。

2.1.3 移動(dòng)共享電源應(yīng)用

移動(dòng)式儲(chǔ)能電源作為共享電源加以應(yīng)用，采取租用方式能夠讓居民帶回家連接各類直流電器使用，電能耗盡之后居民送還到充電站換已經(jīng)充電的移動(dòng)式儲(chǔ)能電源可循環(huán)使用。和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展相結(jié)合，泛在電力物聯(lián)以及能源安全建設(shè)方面進(jìn)行優(yōu)化，通過發(fā)揮移動(dòng)共享應(yīng)急電源運(yùn)用的作用價(jià)值，有效提升了電力能源利用效率，提高了服務(wù)的質(zhì)量[7]。

2.2 移動(dòng)式儲(chǔ)能應(yīng)急電源關(guān)鍵技術(shù)

移動(dòng)式儲(chǔ)能應(yīng)急電源關(guān)鍵技術(shù)類型多樣，幾點(diǎn)關(guān)鍵技術(shù)闡述如下。

2.2.1 集群控制關(guān)鍵技術(shù)

集群控制技術(shù)近些年的發(fā)展速度比較迅速，該技術(shù)的自我組織能力強(qiáng)，能達(dá)到最優(yōu)化控制的目標(biāo)。分布式儲(chǔ)能集群控制主要是側(cè)重概念以及框架搭建，匯聚應(yīng)用還沒有系統(tǒng)理論研究。具體研究當(dāng)中對(duì)于大型的風(fēng)電場(chǎng)集群控制比較突出，如風(fēng)儲(chǔ)集群以及風(fēng)電集群等，這些都能為分布式儲(chǔ)能集群間和上層變電站間協(xié)調(diào)控制提供相應(yīng)發(fā)展思路[8]。該技術(shù)核心是集群以及協(xié)調(diào)控制，主要任務(wù)為動(dòng)態(tài)劃分，把相似度相對(duì)比較高的分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)聚合劃分成子區(qū)域，各分區(qū)能獨(dú)立以及調(diào)控，在此當(dāng)中聚類理論能為實(shí)際研究工作提供發(fā)展思路。

2.2.2 聯(lián)合運(yùn)行模擬技術(shù)

通過將地震以及冰災(zāi)等突發(fā)事故作為應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)移動(dòng)式電源系統(tǒng)多種接入和運(yùn)行方式展開研究，結(jié)合接入方式不同對(duì)在線式系統(tǒng)接入以及退出的并離網(wǎng)無縫切換技術(shù)展開研究，有助于負(fù)荷不間斷供電。結(jié)合系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的物理規(guī)律，對(duì)不同應(yīng)急場(chǎng)景移動(dòng)式儲(chǔ)能技術(shù)約束條件展開研究，條件中的溫度場(chǎng)約束以及系統(tǒng)安全性約束等都是重要組成，電網(wǎng)應(yīng)急以及負(fù)荷保電要對(duì)電源環(huán)境靈活可靠度進(jìn)行充分考慮。積極收集會(huì)議以及突發(fā)事故相應(yīng)歷史電力供需數(shù)據(jù)資料，通過搭建可調(diào)度電源間時(shí)空分布特性模型，結(jié)合不同場(chǎng)景選擇相應(yīng)約束條件，構(gòu)建聯(lián)合運(yùn)行的模型，有助于移動(dòng)式儲(chǔ)能應(yīng)急電源應(yīng)用效果良好呈現(xiàn)。

2.2.3 分布式儲(chǔ)能資源匯聚關(guān)鍵技術(shù)

分布式儲(chǔ)能資源匯聚技術(shù)應(yīng)用能有效滿足應(yīng)急電源應(yīng)用需要。移動(dòng)式儲(chǔ)能應(yīng)急電源有供電時(shí)間短以及容量有限問題，采取分布式儲(chǔ)能設(shè)備方式，能保障應(yīng)急電源靈活性。我國(guó)的微電網(wǎng)控制相應(yīng)的研究集中在下垂控制，這一控制方式不用機(jī)組間同心協(xié)調(diào)，依照比例分配功率，能實(shí)現(xiàn)即插即用的目標(biāo)，簡(jiǎn)單可靠。通過發(fā)揮分布式儲(chǔ)能技術(shù)優(yōu)勢(shì)，其儲(chǔ)能有集中決策以及分散決策運(yùn)行方式，通過二階錐松弛技術(shù)能獲取高比例光伏放射狀配電系統(tǒng)分布式儲(chǔ)能規(guī)劃運(yùn)行最優(yōu)解。應(yīng)用匯聚技術(shù)在電動(dòng)汽車領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，如電動(dòng)汽車分布式儲(chǔ)能概念以及控制策略，把汽車分成充電以及放電群，有助于提升可調(diào)度性，通過分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用，重構(gòu)電池架構(gòu)，能將系統(tǒng)運(yùn)行的效率大大提升。采用分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)，匯聚中運(yùn)用聚合理論，能夠提高聚合體的效力。

3 結(jié) 論

綜上所述，隨著移動(dòng)式儲(chǔ)能電源技術(shù)的快速發(fā)展，為有效提升技術(shù)應(yīng)用效果，需要在實(shí)踐中將技術(shù)優(yōu)化應(yīng)用，結(jié)合電源應(yīng)用需要，發(fā)揮新技術(shù)作用。移動(dòng)式儲(chǔ)能應(yīng)急電源研究逐步深入，涉及到的技術(shù)類型多樣，通過以上的研究分析發(fā)現(xiàn)，移動(dòng)式儲(chǔ)能應(yīng)急電源技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)突出，通過鋰電池以及飛輪移動(dòng)式儲(chǔ)能系統(tǒng)，能減少對(duì)環(huán)境造成的污染，設(shè)備應(yīng)用也比較靈活穩(wěn)定。應(yīng)急儲(chǔ)能電源系統(tǒng)在實(shí)踐中能及時(shí)響應(yīng)緊急負(fù)載需求,設(shè)備通過技術(shù)融合，如匯聚技術(shù)，直流變換器技術(shù)等融合，對(duì)電源應(yīng)用空間拓展可起到積極作用，能最大程度實(shí)現(xiàn)該技術(shù)應(yīng)用的目標(biāo)。當(dāng)前我國(guó)移動(dòng)儲(chǔ)能應(yīng)急電源應(yīng)用的需求在增大，這也符合當(dāng)前環(huán)保節(jié)能發(fā)展的理念，能滿足用戶多種需求，運(yùn)行維護(hù)成本比較低，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益比較突出。