上能电气韩永乾：储能各应用场景中储能变流器的选型及解决方案

储能变流器PCS不能满功率运行或者储能系统只能在均衡时候的运行，均衡时间的长短影响工商业储能收益。

11月1日-3日，第十届中国(无锡)国际新能源大会暨展览会隆重召开，2日下午，2018江苏省用户侧储能及微电网应用大会在无锡君来世尊酒店举办，上能电气股份有限公司储能解决方案经理韩永乾发表题为“储能变流器选型及解决方案”的精彩演讲。

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以下为会议实录：

上能电气韩永乾主要三个方面来介绍：首先，产能系统的运营场景简介，在整个建立系统中，我们可以分为三个部分：发电侧、用电侧、配电侧。

配备储能主要有两块，一个是传统发电厂(火电、水电)。新能源发电的领域，主要分为光伏这块，火电侧主要匹配作为黑启动和调频的作用。

第二，新能源发电侧介入储能，一个可以提高新能源的整个可调度性，避免弃风、弃光，实现新能源输出功率的平滑，减少新能源发电对电网的冲击。实现整个电网调度发电计划的跟踪。

电网侧主要作用调频、调峰比较多。配电侧我们匹配储能，当这个输电回路不可抗力因素造成电网断了，对后端配备储能有利于后续的负荷端的运电。

用电侧，这个应用场景比较多，主要规上业储能比较多还有分布式能源的配备储能。整个电力系统中配备储能之后，可以有效提高电网的运行安全程度，可靠性和经济性和灵活性。

这个总结发输变配用总结具体的用途，首先发电侧主要提高新能源的可调度性，避免弃风、弃光。

第二，实现新能源输出功率平滑，减少对电网冲击，提高输电项目的利用率。新能源都知道光伏是按照整个设备或者是羡慕按照最大效率，对于线路进行选型，配备储能可以充分利用线路，输电侧和配电侧延缓线路的投资，让一个输电侧负荷压力太大，我们配一个储能，可以有效减缓符合对电网的冲击。再一个就是可以延缓输配电线路的升级改造。

下面是整个储能系统在电力行业一些应用场景和场合，这是几个典型案例。

第一，青海格尔木新能源光储电站，应用模式是光伏和储能结合的场景。张北国家风光储输示范工程是风光储应用场合，也是发电侧;青海黄河水电多能互补项目，风光水分布式储能，多能互补的场合。山西同煤储能调频项目、鲁能海西州多能互补集成优化示范工程(在建)、河南电网100兆瓦电池储能示范工程(在建)，也是发电侧和电网侧。

第二，介绍一下，我们公司跟储能变流器的选型，及我们的解决方案，首先从电池一致性对新气候影响，刚才主持人也说了，这个一致性确实问题很大，对这个电池一致性，现在目前电池厂家主要解决中国BMS，BMS有两种方式，主动均衡还有被动均衡。

主动均衡把富余电量的电池的电，通过硬件电路还有软件实现，对电压较低的电池进行充电，实现能量的转移，但是这种存在还是存在以下问题的，首先这个BMS算法复杂，很多实现较好的控制，并且成本也高，再一个主动均衡失效率，相比被动均衡来说它效率更高，并且电池串并联数值越多，失效率就越大，整个故障，报警导致储能停机，然后就会影响发电收益，比如我们把它工商业储能，一直是连续运行，不能停。

PCS不能满功率运行或者储能系统只能在均衡时候的运行，均衡时间越，也是一样，影响工商业储能这么个收益。下面是被动均衡，被动均衡以最短板的为参考，将赋予电池电量，以通过电阻放热，以热的形式散发出去。

从而达到最短板电压保持一致，这种方式比失效率还有成本都比主动均衡BMS便宜很多。但是释放电量相当于将电量浪费掉了，尤其刚才说到工业储能，也对人很不利，针对这种一致性问题，我们从PCS来考虑，我们在用户层面主要以模块化PCS为主，进行分散管理，这样当某一个电池接一个小功率的变流器，分别连进去，当某一个电池出现问题，一致性不好，导致停机，它并不影响整个系统的停机，只是这个电池会出现问题。

当然这只是一个，这种模块设计，更是有利于梯次利用电池，也是一致性问题很多，不同厂家，不同规格，通过这种模块化设计可以得到有效的解决。

这是我们具体的解决方案，上面每一个模块，我们现在有的产品是50千瓦，还有30千瓦，通过每一个电池连接一个PCS，来进行变流。可以将不同厂家，不同规格以及不同型号的电池进行连接，可以梯次利通。

下面是我们一个应用场合，这是用的50千瓦的，有两个组织的，也是用户侧的储能项目。这个也是一样，我们用的另外一个，125千瓦的，有三台组成，也是用户侧的。

现在说一下发电侧，发电侧现在主要场合是两个，一个是火电，新能源发展站。这里为了解决发电站高峰，现在目前手段有两种，一个是局部地区拉闸限电，这样影响当地经济，不利于居民生活一些影响。现在电站投入比较大，火电站发电效益也不是很高，所以厂家也不是很乐意投资。用电低估的时候，发电站会把被运机组给停掉，符合运行，这样燃煤不能充分的燃烧。

煤相当于浪费，相当于浪费资源，这样成本也就上去了。针对这种火电，我们配备储能可以有效的解决在低估的时候，充电将赋予的电能存储起来，在高峰的时候让电放出去，这样就可以最大限度的长生活用电。

另外还可以提高发电厂的发电效率，让整个发电机组，全功率执行，最大提高了发电效率，也有利于环境保护。另一方面减少火箭厂的建设，为环节运电高速发展于电网高质量发展带来的电力矛盾提供新的举措。

新能源发电站以光伏电站为例，设备项目都是按照光伏发电设计的，发电分值也就维持一个多小时，其时间段设备项目都没有充分利用，设备利用率也是比较低，一方面可以提高光伏电站设备的利润率，减少新建电站投资改造。

另一方面配备储能可以有效的平议新能源发电的随时变化，使电网更加稳定，针对发电侧这是我们的一个解决方案。这种方式可以实现多能源发电之间的调度，增强整个电网的柔性，科一使整个电网变的更加灵活。

直流侧接入的话，我们主要还是在光伏这个领域，直流侧接入在光伏MPPT接入储能电池，它有以下优点，光伏组建MPPT和储能变化实现了控制，完全不会影响发电量，而且非常简单。

第二个是相对于交流接入，变化环节少了，效率高，再一个是光伏发电系统中的逆变器，整个设备的利润率比较高，再一个它是分布式储能，减少了电池的串并联，单个储能装置，故障率比较小，有利于电池的梯次利用。

最后一个就是无须额外的变压器和安装面积场地，占地面积比较小，因此我们针对光伏发电，主要推荐直流侧接入储能方案，火电，风电，主要是推荐交流侧接入储能这么一个解决方案。下面是我们发电侧典型的应用案例，直流侧接入光伏。电网侧主要是调频，调频当整个电网频率出现下降，低于50赫兹以下，有一些国外是60赫兹，他低于这么一个频率之后，储能电池会立马相应，我们从这边也可以看到，频率下降之后，我们储能立马顶上来了，使电网频率会趋于一个稳定的状态。

针对这种电网侧的储能，我们推进500K以上的升压一体机，是具有相应速度快，成本低，维护方便等特点。这个就是我们的一个升压一体机的具体解决方案，是将变压器还有PCS变流器集成到一个集装箱，同样也是用于发电侧，主要有以下几点：变流器跟变压器集成在一起，把原来的电缆取代掉了，省去了之间的线缆，断路器。原来变压器还有PCS之间有断路器配电装置，从而整个系统成本会更低一些。

系统的损耗比较小，因为铜牌取代线来了损耗小，发热小，效率更高，并且集中式维护比较方便。

第三，减少了吊装运输安装的费用，我们一般吊装、安装、运输这些因为只要运输一次，或者吊一次都要收费的，并且变压器和PCS之间比较重，如果分开的话可能要吊两次，一集成的话只需要吊装、安装，相当于节省一半的费用。

第四，集成化设计，占地面积更小。

第五，实现了集中化管理。

第六，PCS工作的释放的热量不影响电池工作，我们都知道电池对温度很敏感，一般都是25度到50度之间，我们PCS工作温度比较宽了，可能到60度。

这样的话为储能电池工作提供更好的环境，同时空间上的分离也减少了对储能系统通讯的干扰问题，提高了整个系统的可靠性和安全性。

最后，介绍一下公司，我们公司2009年日风公司成立，携手艾默生进入中国光伏领域;2011年成为央企发电集团最大的核心供应商;2012年成立了无锡上能新能源有限公司，可以研发、生产、销售一体化;2014年收购了艾默生光伏业务更名为上能电器股份有限公司;2015年出货量要达到全球前5，落成规模化的产业基地，并且进军储能行业;2017年进军海外市场，投建了印度制造基地;2018年光伏逆变器有三套的业务板块，一个是光伏逆变器、储能逆变器、电能质量治理等三条业务。

下面就是储能变流器的系列产品，首先最上面EM、EC模块化设计，这种方案主要用在用户层，因为模块设计能够有效最大程度减少电池一致性的问题，提高用户效率，所以我们采用了模块化设计。

EH系列，主要是在发电侧和电网层用的比较多，通过500K集成集装箱一体机来解决用户侧和发电侧的储能。

ES，DC/DC直流的变化器，主要用在光伏直流侧介入的解决方案。

后面是另外一个业务板块，一个是光伏逆变器解决方案，我们目前有集中式、集散式、组串式;电能治理模块主要有源滤波器，静止无功发生器、智能电能质量矫正装置等几个模块。谢谢大家。