新型储能先进并网技术

2023年2月February,2023白世军01双碳背景下能源结构转型分析02高压直挂大容量储能系统03构网型先进储能并网技术04结论与展望1.1西电电力电子公司从而何来涨乐财富通西安西电电力电子有限公司由中国西电西安西电电力电子有限公司由中国西电电气股份有限公司全资子公司西安西电电力系统有限公司派生分立而来(该派生分立事项经中国西电电气股份有限公司第四届董事会2022年第六次会议决议审议通过《关于西安西电电力系统公司派生分立西安西电电力电子有限公司的议案》所决1.1西电电力电子公司从而何来依托一五期间156个重点工程，公司成立，制作出新中国第一只大功率半导体硅整流管2001年成立，配合国家战略，大力发展高压/特高压直流技术，换流阀、整流器件装备研发制造。完成中国首个国产化直流系统成套设计及成套设备供货2010年更名，开展柔性交、直流系统研究、电力电子设备研发制造，加速领域布局。2022年派生分立，原公司业务、人员、资产全面划转，定义电力电子领域全新未来电源侧(清洁化)用户侧(电气化)多端口能量路由器(微电网)先进并网技术多端口能量路由器(微电网)先进并网技术数据中心直流电源(东数西算)大容量无功补偿大容量无功补偿1.2双碳背景下能源结构转型分析新能源电站燃煤电站化学储能水电站燃气电站抽蓄电站特征1:特征1:系统转动惯量进一步降低(低惯量弱阻尼)特征2:单体储能项目特征2:单体储能项目有限公司可研及勘察设计套100MW/400MWh储能项目有限公司可行性研究报告编制新疆能源化工国家电投洛浦100MW/400MWh储能项目配套400MW光伏发电项目公司储能配套400MW光伏发电项目公司北方分公司监理技术服务华润巴里坤县1000MW风电配套公司“双高”等新能源“新”问题暴露新能源需主动支撑新型“双高”等新能源“新”问题暴露新能源需主动支撑新型电力系统安全运行解决方案高压直挂大容量储能系统2.1不同并网接入方案拓扑对比大型储能系统分类中压直挂式储能pcs集中式储能交流侧多分支并联中压直挂式储能pcs中电网功率模块电池模块模模块1模块模块电缆2.2高压直挂大容量储能并网方案PCS控制器态过程中支撑电压效果省去工频变压器，减少直流滤直流滤运行，同时提供有功支撑和无功调节，替代支撑电网能力更强，提2.4不同设计方案关键指标对比储能单元容量：272.384*41*3(相)电池与功率单元独立布置电池与功率单元联合布置乌兰察布源网荷储示范项目暨三峡现代能源产业园开工某发电厂100MW/200MWh级联式储能项目，额定容量106MVA,具备100MW有功+33MVar无功同时出力能力。截至目前,高压级联储能最高电压等级、最大规模项目。2.7不同设计方案关键指标对比某50MW/100MWh储能电站不同方案对比(35名称备注技术方案50MW/100MWh,35KV升压并网50MW/100MWh,35KV直挂并网围墙内占地面积现场施工周期3-4月1-2个月全功率响应速度一般≥50ms静态投资合计(万元)系统效率减少了升压变损耗；高压直挂降低线缆损耗；一致性要求电池簇并联较多，需保证所有并联电技术成熟度技术成熟，但大容量时存在较多问题2.8市场容量渗透预测发电侧电网侧新能源配储(gwh)调峰(gwh)调频(gwh)用户侧分布式光储(gwh)削峰填谷(gwh)合计(gwh)高压直挂储能系统(gwh)高压直挂储能系统市场空间(亿元)资料来源：国家能源局，国际统计局，中电联，国家发改委，CPIA,GWEC,CNESA,华鑫证券研究所整理构网型先进储能并网技术3.1常规电力系统(基于同步发电机技术) TheconceptofsynchronAutomatic··—3.3新型电力系统对构网型变流器的需求b)Grid-forming(andgrid-following)invertersinVG3.4国外构网型控制技术新动态201120122018年投入使用，成为澳大利亚国家电力市场(NEM)的第一个与输电网络特斯拉对18年投运的澳大利亚150MW/193.5MWh电池储能项目升级，将能够为电网提供惯性支撑(2022年)。SMA为全球最大的Grid-forming储能项目提供集中式储能逆变器(2023年投运)250MW/250MWh(澳大利亚)。构网型储能电站——荆门新港储能电站12.6MW/26.8MWh启动送电(2022年)3.4国外构网型控制技术新动态壕!澳洲政府直接给储能项目撒钱8.5亿，投资均价竟是我国三倍容量为2023-01-2609:45:30容量为构网型构网型2025年投入运营2025年投入运营3.5构网型储能应对来自新能源高渗透率的挑战(案例1)澳大利亚DalrympleBESS是第一个(30MVA/8MWh)连接到NEM的大型构网型储能系统，它建立在虚拟同步发电机技术之上，通过复制同步电机的行为和性能来加强电网，提供合成惯量和高故障电流，以允许更高水平的可再生能源连接和运行。a构网型BESS与同步发电机对RoCoF事件的响应比较3.5构网型储能应对来自新能源高渗透率的挑战(案例1)2021年5月25日，澳大利亚昆士兰发生了涉及多台发电机和高压输电线路的2021年5月25日，澳大利亚昆士兰发生了涉及多台发电机和高压输电线路的跳闸事故，在CSEnergy的CallideC电站发生故障。TrendActivePowerFundamentalFrequengsVTrendActivePowerFundamentalFrequengsV图11(右)显示启用虚拟同步机的逆变器响应与图11(右)显示启用虚拟同步机的逆变器响应与RoCoF成比例的有功功率注入，峰值输出在频率最低点之前达到。3.6西电电力电子构网型变流器研究进展一种电能质量主动治理的虚拟同步控制策略框图3.6西电电力电子构网型变流器研究进展鲨放系数：取鲨放系数：取3.7改善英国电网运营和规划的惯量测量系统随着未来电网中电力电子发电设备比例的不断提高，可以实时提供电网惯量信息的系统真心对电网运营商具有非常高的价值。一次1500万美元融资。本轮融资由英国和爱尔兰最活跃的投资者BGF、BreakthroughEnergyVentures和全球智能电源管理公司伊顿(NYSE:ETN)领投。“双碳”下的新型电力系统“双碳”下的新型电力系统高压直挂储能更契合新型电力系统对储能大功率、大容量、高电能转换效率、高控制性能的技术发展要求，具有明显的优势。构网型控制策略能主动支撑系统频率和电压，提供惯