在“双碳”背景下,风光储相关投资项目近年来如雨后春笋般出现。为了将风、光等清洁能源转化为电能,各地积极推进“风光储一体化”现代能源体系建设,通过多能互补实施路径,提升可再生能源消纳水平,助力实现碳达峰碳中和的战略目标。在风光储一体化系统中,主要由光伏组件、风力发电机、控制模块、储能模块、物联网模块和负载模块组成,而电池储能作为整个系统中一部分,其作用不言而喻。
电池储能作为大规模储能系统的重要形式之一,具有调峰、填谷、调频、调相、事故备用等多种用途。与常规电源相比,大规模储能电站能够适应负荷的快速变化,对提高电力系统安全稳定运行水平、电网供电质量和可靠性起到了重要作用,同时还可以优化电源结构,实现绿色环保,达到电力系统的总体节能降耗,提高总体的经济效益。
什么储能变流器?
储能变流器(Power Conversion System,简称PCS)电化学储能系统中,连接于电池系统与电网(和/或负荷)之间的实现电能双向转换的装置,可控制蓄电池的充电和放电过程,进行交直流的变换,在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。
PCS 由 DC/AC 双向变流器、控制单元等构成。PCS 控制器通过通讯接收后台控制指令,根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电,实现对电网有功功率及无功功率的调节。同时PCS 可通过CAN接口与BMS通讯、干接点传输等方式,获取电池组状态信息,可实现对电池的保护性充放电,确保电池运行安全。
基本的控制功能
并网恒功率充、放电控制
并网恒压限流充电
无功调节控制
并网-离网平滑切换控制
防孤岛保护功能
基本的保护功能
直流过压保护
直流过流保护
欠压保护
欠频保护
防雷保护
储能变流器的三种工作模式
并网模式
并网模式下包括充电功能和放电功能,此时用户可以选择自动模式和手动模式。在自动模式下,如果用户选择并网充电或放电状态,储能逆变器将以之前设定好的值对蓄电池进行充电或放电。在手动模式下,用户可以通过手动修改充电或放电电流、电压和时间值,使储能逆变器工作在设定的充电或放电状态。并网模式中,储能逆变器连接在一个大容量公用电网中,大容量是指该电网的总容量至少比储能逆变器容量大10倍以上。并网模式的主要特征是储能逆变器必须与存在的电网频率同步。要做到与电网同步,储能逆变器相对于电网来说作为一个电流源。有些情况下,储能逆变器必须能通过无功控制为电网提供电压支持。该模式常用于削峰填谷、电力负载平衡和调节电能质量。
离网模式
孤岛系统是一个或多个发电系统并联形成一个局部的“微网”。孤岛系统的主要特征是局部电网与所有的大电网脱离,储能系统的额定功率与局部电网产生的总功率大致相等。在这个系统中,储能系统必须可以充当网路电源,给局部电网提供电压和频率控制。另一方面,如果一个发电装置不能与其他发电装置同步,比如一个柴油发电机连接在局部电网上,那么储能系统必须作为一个电源之同步。有些情况下,储能系统还要在作为电源和与发电装置同步之间转换。 孤岛系统的特征是储能系统与局部电网相连,这些情形可能存在于偏远山区或小岛屿。常见应用包括平滑由可变电源可变负载引起的功率波动,稳定电网,优化燃料的使用和调节电能质量。
混合模式
储能系统能够在并网模式和离网模式之间进行切换。储能系统处于微网中,微网与公共电网接,正常工作状态下作为并网系统运行如果微网与公共电网脱离,储能系统将工作在离网模式为微网提供主电源。常见应用包括滤波,稳定电网,调节电能质量和创造自愈网。
审核编辑:汤梓红
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