搜索

盛弘电气范小波:工商业储能变流器关键技术及系统解决方案

发布时间:2017-05-11 点击次数:1225次 来源:中国储能网 类别:新闻中心

中国储能网讯:2017年4月24-26日,第七届中国国际储能大会在苏州香格里拉酒店圆满召开,来自中、美、英、德、澳、日、韩等国家的1400余位嘉宾到场参会。大会共邀请140余位行业专家与企业代表,围绕产业热点话题,发表了一系列精彩演讲,中国储能网将向读者传递本次大会最具价值的声音。

大会期间,深圳市盛弘电气股份有限公司研发总监范小波在“储能电站暨微电网专场”,以《工商业储能变流器关键技术及系统解决方案》为题发表演讲,现将演讲主要内容发布,以飨读者。

深圳市盛弘电气股份有限公司研发总监范小波


范小波:大家上午好,我接下来就会更加聚焦在目前这种比较有商业价值的,有比较好的投资回报的工商业级的储能系统方面和大家做一个探讨。从技术层面上探讨一下工商业级储能变流器的关键技术和系统的解决方案。作为能源互联网的关键基础设施,储能微电网近些年在市场上得到了快速的发展,尤其是在2016年开始储能微电网的建设和装机都出现了一个增长的小高潮。在这一增长态势当中,用户侧的工商业级的储能是一个热点,包括了这种削峰填谷的储能,用于工业园区以及商业楼宇里面的或者是综合能源服务的储能,还有包括这种微电网等等。用户侧的这种工商业级的储能系统目前是具备比较好的商业模式,也逐步具备投资价值,也是目前国内市场上发展的一个重要的热点。


这种配电侧的工商业级储能容量在几十千瓦到几兆瓦之间,主要由电池加BMS,然后是储能变流器、配电系统、能量管理系统组成。储能变流器的关键技术首先来讲是它的效率提升,效率对储能系统来讲非常重要,在拓扑选择方面有两电平和三电平拓扑,这里面就需要有相关的设计,提升这种储能变流器在整流充电状态下的效率,这个可能是以前和光伏逆变器不同的一点。另外电感的效率也要提升,这样提升充放电双向的效率。由于成本的因素,现在我们的逆变器做的功率密度越来越高,所以对散热就提出了挑战,尤其是用这种三电平拓扑的储能变流器,这对散热提出了很高的要求,在系统散热的时候就要考虑到这个对称布局,或者是采用更好的散热技术把这个热能够从功率器件的中心送出去。比如说现在可能采用的这种散热器加热管的技术,再大功率的可能就是水冷的技术。采用模块化技术设计的储能变流器可能更适用于工商业的储能系统以及微电网系统,因为工商业的储能系统目前应用也非常广泛,容量也非常多,非常灵活。所以说这种通过设立标准的AC模块、DC模块以及SDS模块可以组成灵活的不同流量的变流器,如何来保障系统的灵活性和稳定性呢?这个就需要从技术上解决,包括采用这种直流母线耦合技术,来保证各个子模块实时的动态的功率平衡。采用一种软件的虚拟映射技术,保证各个模块的工作时许是在同一平面上进行调度和控制,通过软硬件的设计既要兼顾系统的灵活性又要兼顾它的稳定性和输出的性能。


最近PCS电池应用是整个行业讨论的热点,现在这个工商业级的储能系统因为对价格和成本是非常敏感的,也许多分支的储能变流器是刚才讲的这个问题的解决方案。这个多分支的储能变流器是可以允许不同容量、不同电压能级的机组接入到同一个储能变流器之中,但是它的交流侧又有一个统一的特性。这种多分支技术主要就是采用这种软件控制技术和硬件设计技术,既保障了直流性的结偶,又保障了多流的耦合。我们这个大电网并不是理想的电压源,它实际上是一个有阻抗的系统,所以我们这种大规模的光伏发电或者说储能变流器系统接入到电网当中的时候就会存在着这种逆变器自身的阻抗和电网的阻抗之间出现一个匹配,最后表现出来的就是这个逆变器可能是跑得比电网快,相对超前于这个电网或者说追不上电网,最后导致了系统不稳定的情况。具体到这种工商业级的应用来讲,这个问题就表现成为一个电网适应性的问题。因为在这种工厂应用的情况下,很多工厂的电压质量非常差,所以就影响到储能变流器的工作,所以要通过对储能变流器所有的控制模型和电压组成模型的分析,采用电网电压的阻抗和电压做一个优化,化解电网对储能变流器的影响。还有就是逆变器作为电力电子设备不具备这种惯量和阻抗特性,它对大电网来讲是不友好的,是很硬的一个特性。这个时候我们可以去参考电机的转距和机械方程,给逆变器虚拟一个惯量和阻尼的特性,这样逆变器就可以自主参与到电网的电压和频率的调节当中去,甚至在一些小型的微电网当中可以实现真正的无缝切换。


刚才还讲到了这种模块化的设计,其实未来有可能这个电池的设计和PCS,它们之间的界限可能会变得越来越模糊,所以说为了进一步降低工商业储能系统的成本,可以将PCS的模块直接集成到电池集装箱系统当中去,未来所有的集装箱里全部放电池架,这样减少了从电池到逆变器之间的很长的直流的一个接线,最后整个系统只有一个个的电池架,然后通过一根交流母线和一跟通信线缆耦合在一起拉出去,这样实现储能系统的快速部署。未来就是这样一个一个电池架直接一个一个排过去,BMS和PCS全部集成到这个电池架里面去。另外针对于小型的这种微电网,它有一个比较大的痛点,就是说它希望所有的设备都需要在本地进行控制,而不需要购买额外的EMS或者是其他控制系统,所以根据这种需求我们设计了微网控制器和并离网切换的技术,我们把这些全部接入到小型的微网控制器当中来,实现对本地微电网的控制,实现一个小型微电网系统的快速部署和应用。接下来我们看一下这种工商业级储能微电网系统的解决方案的设计。这是一个交流的微电网系统解决方案,光储充一体化的微网解决方案。所有的东西通过一个交流母线耦合到一起形成一个微网系统,通过一个智能的切换柜和电网去连接,最后整个系统通过EMS和微网控制器来进行控制,目标就是保障整个微网系统内部新能源发电的消纳以及储能的削峰,还有电动车的低成本充电,实现一个微网的应用。如果说刚才那种解决方案是针对于最终的这个业主是一个系统的交付方案的话,这个方案该是我们最近提出的一个专门针对于电池厂等客户,就是盛弘驱动工商储能集成的方案,就是说把所有的工商储能系统里面所有电气的设计和设备全部集成到一个集装箱之内,包括从开始大家一起的商业模型的计算、方案设计、电池电压农两设计、EMS设计、集装箱布局等等所有的东西都做到一起,最后统一交付给我们的客户,你拿到以后直接装上电池就可以使用了,包括EMS全部都在里面,所以这是一种集成应用的方案。


这个方案是针对于这种弱电网地区的小型供电系统,比如说我们的西藏地区或者是非洲地区,容量是30千瓦到100千瓦之间,刚好为一个村落或者是社区去供电。这个接入电池柜、光伏板就可以工作,不需要额外的EMS和配电柜等等。所以就进一步的简化了这种小型微网系统的设计,可以快速的去部署到这种需要小型微网系统的地方去。所以这是针对这类型场景的一个小型的解决方案。


最后我就简单介绍一下盛弘电气,盛弘电气是一家位于深圳的创新型的新能源企业,目前是有员工超过500人,其中有三分之一以上是研发技术人员。在深圳南山区有超过2万平米的办公场地。目前公司主要有四大业务线,包括电能质量产品线、储能微网产品线、电动汽车充电机


储能微网产品线目前拥有从25千瓦到500千瓦全系列的储能变流器,以及100千瓦时到1兆瓦时的微网系统解决方案和能量管理等等。相关的储能变流器产品现在已经通过了CE、CQC认证等等,拥有超过20项以上的专利,并且持续投入新的研发和解决方案。过去6到7年时间盛弘电气一共实施了超过50个以上的储能微网项目,包括了很多这种应用,最重要的就是这种工商业园区的储能系统的应用。产品是不光运行于国内,还运行于美国、英国、泰国、韩国、印尼等国外市场。这个是用在我们佛山的一个工厂,这是商业级的储能系统,这个系统可以每个月为用户节省电费,大概3年左右可以收回成本,有很好的投资价值。这个是位于一个英国工业园区内的储能系统,这个是包含了园区内有光伏发电,有150千瓦的储能变流器,这个用的铅炭电池,是用于光伏发电的一个消纳。这是我们公司最早的一套运行于海外的系统,这个已经为这个海岛持续工作了4年时间,一直非常稳定。盛弘电气深入储能行业多年时间,在储能变流器技术和系统解决方案上做了大量的探索工作,希望能够与各位行业类的专家深入交流合作,共同推进储能的商业化和实用化。谢谢大家。


0755-86511588-88880755-86511588-8888
企业邮箱
在线留言在线留言
官方微信
官方微信
在线咨询关闭
  留言         投诉         询问         其他
*
*
*
请您留下真实电子邮件或者电话以便我们工作人员及时回复及解答!
*
看不清楚?换张图片
登录注册提示
×

深圳市盛弘电气股份有限公司

盛弘电气电力电子技术的优势是模块化大功率电源产品技术,电能质量及可再生能源的各种产品均以此为平台技术,将模块化技术的效能发挥到极致。盛弘电气拥有 18项专利技术,其中9项发明专利、8项实用新型专利、1项外观设计专利。公司已经通过软件产品认证、中国电科院、信息产业部、中国质量认证中心、鉴衡、 IEEE国际电工委员会、ETL、TUV、CE、SAA等多种国内及国际认证。
找回密码
系统会自动发送《验证码》到您以上的邮箱里,请注意查看!
系统会自动发送《验证码》到您以上的邮箱里,请注意查看!
提示
×

恭喜您,评论成功!

自动关闭倒计时:2
提示
×

恭喜您,注册成功!

自动关闭倒计时:2
提示
×

恭喜您,登录成功!

自动关闭倒计时:2
提示
×

恭喜您,重设密码成功!

请重新登录
自动关闭倒计时:2