儲能行業電能質量問題的應用方案

　　時下，儲能行業正在大力發展，鋰離子電池和鉛蓄電池是該領域應用最多的兩種技術，但除了電池，還有哪些問題需要關注的呢?

　　發展規模儲能是解決可再生能源大規模接入、提高常規電力系統和區域供能系統效率、安全性和經濟性的迫切需要，是當前各國為即將到來的工業革命進行重點布局的“前沿陣地”。

　　目前我國儲能累計裝機及增長情況如表1所示。

　　表1 我國儲能累計裝機及增長情況

　　其中，從技術分類上看，鋰離子電池的裝機容量所占比例最高，約74%;其次是鉛蓄電池和液流電池，分別占14%和10%;從應用上看，可再生能源并網、分布式發電及微網是中國儲能應用最重要的兩個領域。據權威部門統計，我國儲能2025年儲能總裝機容量24GW(24000MW)。

　　如圖1所示，為分散式儲能系統布局圖。

　　圖1 分散式儲能系統布局圖

　　目前我國儲能十大示范工程中的國家風光儲輸示范工程、甘肅酒泉“電網友好型新能源發電”示范、格爾木新能源光儲電站、保定英利工業園區光儲微網示范工程、深圳欣旺達園區微網示范工程、福建湄洲島儲能電站示范工程、福建安溪移動式儲能電站等基本均采用鋰離子電池技術。

　　如圖2所示，為格爾木新能源發電現場。

　　圖2 格爾木新能源發電現場

　　由此可見，電池，尤其是鋰離子電池技術對于儲能的重要性。那么，除了電池問題，是否還有其他問題值得關注?

　　儲能發電主要分為發電側、電網側、用戶側，各部分作用如表2所示：

　　表2 儲能發電的分類及主要作用

　　這其中，主要存在的電能質量問題主要包括無功、諧波、電壓暫降等。

　　? 發電側：分布式儲能并網引起的電能質量問題。

　　? 單臺接入：引起諧波注入

　　產生原因：儲能通過電力電子接口接入配電網，電力電子轉換器會給系統帶來諧波污染。

　　危害程度：對用戶電動機、用戶補償電容器、用戶自動控制裝置產生影響，威脅用電安全

　　? 集群接入：引起諧波諧振

　　產生原因：儲能與多分布式電源等大功率非線性元件接入電網，多逆變器之間及其與電網之間可能會形成串聯或并聯諧振;

　　危害程度：諧振可導致系統一定范圍內過電壓和過電流，諧振過電壓危害設備絕緣并使小容量一步電機發生反轉，諧振過電流會引起PT熔件熔斷甚至燒毀PT。

　　? 電網側：電力供應所面臨的電網電力不平衡、峰谷差大的局面日趨嚴重等會導致電壓偏差、電壓不平衡、電壓暫升暫降等電能質量問題;

　　? 用戶側：電動汽車充電等屬于非線性負荷，產生的諧波等電能質量問題。

　　當然，儲能過程中除了電能質量問題，還存在其他許多需要測試的對象，具體測試對象及應用產品如所示。

　　表3 儲能電站測試對象及應用產品

　　Q/GDW 564-2010 《儲能系統接入配電網技術規定》 規定：“儲能系統接入配電網后公共連接點處的電能質量，在諧波、間諧波、電壓偏差、電壓不平衡、直流分量等方面應滿足國家相關標準的要求。

　　電能質量改善措施：

　　1. 針對儲能并網產生的諧波問題，可安裝濾波設備;

　　2. 針對儲能與分布式電源形成諧波諧振的問題：

　　(1)安裝抑制阻尼裝置

　　(2)儲能與分布式電源的阻抗參數協同設計

　　(3)儲能接入位置的優化設計中考慮接入位置對系統等效阻抗參數的影響

　　如圖3所示，為諧波特征的表示圖。

　　圖3 諧波特征的表示圖

　　3. 提高電壓質量

　　儲能系統的引入可以有效抑制分布式能源的功率波動和不規則啟停對于配電網供電電壓質量的影響，提升網絡的電壓水平;

　　當儲能系統引入饋線時，可以在電壓越下限值時，發出功率，提升每個節點的電壓幅值，使其更加接近 Vn，從而提高 Ivf值;同理，當電壓越上限值時，可以吸收功率，降低越限點的電壓，同樣可以提高 Ivf 值。

　　如圖4所示，為E2000支持告警錄波，告警類型支持電壓上/下越限等，如果界面中已經勾選相應時間并保存配置，事件發生即會開始錄波。

　　圖4 電壓上/下越限

　　而關于以上所提到的電能質量問題，E2000電能質量分析儀可作為一款有力的測試分析設備，來協助用戶監測分析。

　　E2000電能質量在線監測裝置可以監測和統計電壓、電流、 功率、電能、 頻率、不平衡度、諧波、閃變、波動等電能參數，支持暫降錄波，穩態事件記錄，通過Modbus(486/TCP)或IEC103協議可以將數據接入電網后臺，全面定位與分析電能質量問題。同時E2000電能質量在線裝置比目前市場主流的電能在線裝置更加小巧，可以靈活集成到光伏并網監測機柜中，無需額外再配套屏柜，不僅降低了項目成本，也提高了現場的空間利用率。如圖5所示為E2000裝置圖。

　　圖5 E2000 裝置圖