大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)控制技術(shù)解析

內(nèi)容1儲(chǔ)能系統(tǒng)概述2儲(chǔ)能系統(tǒng)控制技術(shù)3總結(jié)1儲(chǔ)能系統(tǒng)概述-分類(lèi)抽水蓄能壓縮空氣飛輪儲(chǔ)能超級(jí)電容鋰離子電池鉛蓄電池

鈉硫電池

液流電池2物理類(lèi)電化學(xué)類(lèi)電源側(cè)新能源：平抑新能源發(fā)電的功率波動(dòng)，減少棄光棄風(fēng)。傳統(tǒng)電源：輔助火電調(diào)頻，提高發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益儲(chǔ)能系統(tǒng)概述-作用電網(wǎng)側(cè)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的作用1

2調(diào)頻調(diào)壓調(diào)峰緊急控制黑啟動(dòng)負(fù)荷側(cè)3削峰填谷平抑負(fù)荷波動(dòng)

平移負(fù)荷，減少對(duì)供電容量需求應(yīng)急電源微網(wǎng)43基準(zhǔn)電源雙向調(diào)控快速調(diào)節(jié)工具儲(chǔ)能系統(tǒng)概述-作用長(zhǎng)時(shí)間（分鐘-小時(shí)）中短時(shí)間（秒-分鐘）短時(shí)（毫秒-秒）電網(wǎng)調(diào)度及潮流優(yōu)化穩(wěn)定頻率和電壓（二次調(diào)頻/調(diào)壓）一次調(diào)頻/調(diào)壓暫態(tài)控制電源優(yōu)化電源外特性平抑新能源發(fā)電波動(dòng)消除新能源尖峰和深谷負(fù)荷優(yōu)化負(fù)荷外特性平抑負(fù)荷波動(dòng)應(yīng)急電源消除負(fù)荷尖峰和深谷4儲(chǔ)能系統(tǒng)概述-現(xiàn)狀52018年2019年現(xiàn)狀現(xiàn)狀輿論很熱，關(guān)注度很高，示范項(xiàng)目有，但商業(yè)項(xiàng)目不多輿論很熱，關(guān)注度很高，項(xiàng)目多，實(shí)施很快項(xiàng)目盈利困難儲(chǔ)能收益模式仍不明朗用戶(hù)的主動(dòng)性、積極性不高投資的主動(dòng)性、積極性不高政策的主動(dòng)性、積極性非常高（國(guó)網(wǎng)、南網(wǎng)發(fā)文原因原因儲(chǔ)能的作用還沒(méi)有被充分認(rèn)識(shí)，儲(chǔ)能控制策略重要性認(rèn)識(shí)不到位儲(chǔ)能的作用被認(rèn)識(shí)（儲(chǔ)能控制重要性認(rèn)識(shí)仍然不到位）儲(chǔ)能的價(jià)值還沒(méi)有被充分認(rèn)可，儲(chǔ)能不是電能的搬運(yùn)工，是電能主動(dòng)平衡的工具儲(chǔ)能的作用被認(rèn)可，但價(jià)值實(shí)現(xiàn)較難如何充分發(fā)揮儲(chǔ)能的價(jià)值研究得不夠儲(chǔ)能系統(tǒng)的“成本控制”需要花大的力氣儲(chǔ)能系統(tǒng)的“成本控制”還有很長(zhǎng)的路要走內(nèi)容1儲(chǔ)能系統(tǒng)概述2儲(chǔ)能系統(tǒng)控制技術(shù)3總結(jié)6儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制要求儲(chǔ)能變流器的控制策略頻率/電壓控制有功/無(wú)功控制虛擬同步機(jī)（VSG）控制儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制要求并網(wǎng)時(shí)：一次調(diào)頻/調(diào)壓控制、暫態(tài)緊急控制、（二次調(diào)頻/調(diào)壓控制、PQ控制）離網(wǎng)時(shí)：恒頻/恒壓控制、（PQ控制）7儲(chǔ)能變流器的控制策略?xún)?chǔ)能單元架構(gòu)放電

放電充電充電電池變流器電網(wǎng)Xc

IΔU8

U

c

U

S

～～儲(chǔ)能變流器的控制策略有功無(wú)功Pn1.1Pn過(guò)載能力正常輸出-Pn-1.1PN儲(chǔ)能變流器等效為一個(gè)電源-

有功、無(wú)功雙向可控Xc

IΔU9

U

c

U

S

～～11Xc

IΔU

U

c

U

S

～～儲(chǔ)能變流器的控制策略?xún)?chǔ)能變流器的基本控制策略Xd*：D軸指令值，有功功率、頻率等Xd：D軸測(cè)量值Xq*：Q軸指令值，無(wú)功功率、電壓等Xq：Q軸測(cè)量值PI

1

L

idPIdiiq*iq

*duqu*

1

Liqdi*

u

u

u*

uSPIdXdX*

αβdqPI*XqXq

SPWM

虛擬同步發(fā)電機(jī)一次調(diào)頻：一次調(diào)壓：慣性模擬：

Qu0

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0du*qu*

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1

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1

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并網(wǎng)時(shí)通過(guò)搖擺方程跟蹤電網(wǎng)頻率和相位

儲(chǔ)能變流器的控制策略虛擬同步機(jī)技術(shù)（VSG)11儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制要求儲(chǔ)能變流器的控制策略頻率/電壓控制有功/無(wú)功控制虛擬同步機(jī)（VSG）控制儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制要求并網(wǎng)時(shí)：一次調(diào)頻/調(diào)壓模式、暫態(tài)緊急控制、（二次調(diào)頻/調(diào)壓控制、PQ模式）離網(wǎng)時(shí)：恒頻/恒壓模式、（PQ模式）12BAT+BMS電池系統(tǒng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的能量?jī)?chǔ)存介質(zhì)PMS協(xié)調(diào)控制器EMS能量管理系統(tǒng)高級(jí)功能控制裝置，根據(jù)不同應(yīng)用需求，制定相應(yīng)的系統(tǒng)級(jí)控制策略，并下發(fā)指令給PCS執(zhí)行監(jiān)控管理整套儲(chǔ)能系統(tǒng)，包含電氣監(jiān)控、能量管理和智能輔助控制等子系統(tǒng)，保障系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行PCS儲(chǔ)能變流器儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心設(shè)備，能夠?qū)崿F(xiàn)能量在電池和電網(wǎng)之間的可控雙向流動(dòng)大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)典型架構(gòu)13儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制技術(shù)（并網(wǎng)）一次調(diào)頻調(diào)壓模式運(yùn)行PCS設(shè)備一次調(diào)頻各PCS按照下垂曲線獲得有功無(wú)功指令，按功率指令進(jìn)行閉環(huán)控制適用儲(chǔ)能系統(tǒng)容量不大、PCS數(shù)量不多的場(chǎng)合PCS之間的行為差異，會(huì)導(dǎo)致總體調(diào)節(jié)效果受到影響系統(tǒng)整體一次調(diào)頻（配置協(xié)調(diào)控制器PMS/系統(tǒng)控制器）協(xié)調(diào)控制器按照下垂曲線獲得有功無(wú)功指令，下發(fā)給多PCS，各PCS按PQ模式運(yùn)行適用于系統(tǒng)容量大，PCS數(shù)量多的場(chǎng)合協(xié)調(diào)控制器與PCS之間配置快速通信通道，實(shí)現(xiàn)命令的快速下達(dá)-

按模擬同步發(fā)電機(jī)（VSG）模式運(yùn)行，設(shè)置下垂外特性ff1

f2PSP1P2曲線114儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制技術(shù)（并網(wǎng)）15二次調(diào)頻調(diào)壓一次調(diào)頻調(diào)壓設(shè)備接受外部二次調(diào)頻調(diào)壓命令，執(zhí)行二次調(diào)節(jié)PQ模式/調(diào)峰模式運(yùn)行各PCS按照給定的有功/無(wú)功指令進(jìn)行閉環(huán)控制，輸出穩(wěn)定的功率功率指令來(lái)自外部：上一級(jí)控制器、AGC/AVC、或監(jiān)控系統(tǒng)儲(chǔ)能不主動(dòng)參與任何電網(wǎng)需求響應(yīng)控制，只跟蹤給定的功率目標(biāo)運(yùn)行儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制技術(shù)（并網(wǎng)）16電網(wǎng)緊急控制穩(wěn)定控制常規(guī)方案：切機(jī)、切負(fù)荷，響應(yīng)時(shí)間100-200ms穩(wěn)定控制的新方案：快速控制儲(chǔ)能系統(tǒng)，以調(diào)代切，響應(yīng)時(shí)間小于

100ms，盡可能減小切機(jī)切負(fù)荷量協(xié)調(diào)控制器接受穩(wěn)控制子站控制命令，分解控制目標(biāo)，快速下發(fā)給各PCSPCS快速接受指令、快速執(zhí)行指令、快速控制到達(dá)目標(biāo)值儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制技術(shù)（并網(wǎng)）并網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制技術(shù)-

并網(wǎng)控制案例：印度國(guó)家電網(wǎng)儲(chǔ)能研究示范項(xiàng)目調(diào)頻17調(diào)峰儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制技術(shù)（離網(wǎng)）18離網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)變流器的運(yùn)行模式VSG模式：模擬同步發(fā)電機(jī)外特性運(yùn)行V/F模式：按給定的電壓/頻率指令運(yùn)行，維持系統(tǒng)電壓/頻率穩(wěn)定調(diào)頻調(diào)壓模式：按頻率/電壓指令調(diào)節(jié)有功、無(wú)功（非重要模式）PQ模式：按給定的有功/無(wú)功指令，輸出穩(wěn)定的功率（非重要模式）儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制技術(shù)（離網(wǎng)）離網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)系統(tǒng)多VSG并聯(lián)穩(wěn)定運(yùn)行的技術(shù)鎖相環(huán)自校正的轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程優(yōu)化控制電壓分量反饋的電流環(huán)穩(wěn)定性提升策略正負(fù)序獨(dú)立控制的電壓環(huán)電流環(huán)參數(shù)設(shè)計(jì)方法

pD0

oP

g

P頻率-有功下垂控制PsetsetPmP

g

setP'mP'PCS1PCS2d

qDoQug

u*電壓-無(wú)功下垂控制19Qset儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制技術(shù)（離網(wǎng)）離網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制技術(shù)-

離網(wǎng)控制的案例—新疆微電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)32臺(tái)PCS虛擬同步機(jī)模式并聯(lián)，作為主電源支撐整個(gè)微網(wǎng)的電壓、頻率穩(wěn)定。20儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制技術(shù)（離網(wǎng)）離網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制技術(shù)-

離網(wǎng)控制的案例—新疆微電網(wǎng)儲(chǔ)能變流器承受變壓器直接沖擊，系統(tǒng)電壓、頻率平穩(wěn)過(guò)渡電壓勵(lì)磁涌流21儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制技術(shù)（離網(wǎng)）22離網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制技術(shù)-

離網(wǎng)控制的案例—新疆微電網(wǎng)PCS黑啟動(dòng)（零起升壓軟啟動(dòng)，全站程控黑啟動(dòng)）電壓電流內(nèi)容1儲(chǔ)能系統(tǒng)概述2儲(chǔ)能系統(tǒng)控制技術(shù)3總結(jié)23總結(jié)儲(chǔ)能的價(jià)值--并網(wǎng)系統(tǒng)中第一：作為可快速調(diào)節(jié)的電源，是電網(wǎng)暫態(tài)時(shí)的快速調(diào)節(jié)和穩(wěn)定控制的優(yōu)秀工具第二：主動(dòng)參與電網(wǎng)的頻率和電壓調(diào)節(jié)，提高電網(wǎng)電能質(zhì)量第