储能现场关键问题分析及规避 -北京昆兰柴瑞松 2019.05.19-solarbe文库

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储能现场关键问题分析及规避北京昆兰新能源技术有限公司储能系统事业部总经理柴瑞松 1 8 6 1 1 4 4 4 7 0 7 昆兰公司简介  北京昆兰新能源技术有限公司（以下简称“ 昆兰 ”），成立于 2009年 3月，是一家中美合资企业。  昆兰下设昆兰新能源技术常州有限公司、上海动为科技有限公司（ Dowell）两家全资子公司。昆兰储能业务  拥有 PCS、 EMS、电池成组等核心产品技术，可提供一体化系统解决方案。  业绩涵盖发电侧、电网侧、用户侧。  参与储能项目容量累计约 1GWh。典型案例长治热电 AGC调频储能电站容量 9MW/4.5MWh 配合电厂机组做 AGC联合辅助调频，提高 KP指标，增加电厂收益，减少机组磨损，提高电网的稳定性。平顶山趔山储能电站容量 4.8MW/4.8MWh 隶属于河南电网 100兆瓦电池储能示范工程，我公司同时参与了信阳龙山站、郑州潘庄站、安阳汤阴站的供货，共计 24MW/24MWh。典型案例英国调频储能电站 Capacity 1.2MW/1.2MWh an Electrical Energy Storage“ESS” system capable of storing and delivering energy into the distribution network for purpose of load shifting and enhanced frequency response 无锡星洲工业园储能电站容量 20MW/160MWh 全球容量最大的园区级站房式储能电站，全国首个增量配电网储能项目储能现场问题影响安全稳定维护前奏现场被忽视的基础问题热管理设计强弱电布线中性点接地接线问题项目前期需求、设计及管理不到位，造成后期频繁变更，系统整体合理性受影响。储能系统项目管理问题系统安全问题通常电池簇的熔断器布置在簇外的高压盒内，当电池簇内部发生短路时，短路点的旁路作用造成电池簇外部的熔断器、断路器等短路过流保护器件无法及时动作，引起电池发生起火等事故。簇内熔断器 - - DC AC 在原来方案基础上增加簇内熔断器，位于电池簇中间，可有效降低电池簇内发生短路时无法及保护的盲区。可采用 MSD结构形式，维护时可以拆掉熔断器，提高对组端检修操作时的安全性。簇内熔断器 - - DC AC - - DC AC 在高倍率充放电应用中，比如调频应用，系统调度控制是以功率为控制目标，而电池特性是以电流为基准，当电池电压低于一定值时，功率不变，电流会超过电芯的设计充放电倍率。电池容量配置电池容量配置电池低于 652V时，为了防止电池充放电电流太大，需按限流值 A工作。电池低于 767大于 650V时，按限流值 B，恒功率模式工作。电池大于 767V时，由于电池高电压时内阻增大，效率降低，为了防止发热量大，按限流值 C工作。序号 No. 项目 Item 规格 Specification 备注 Note 1 容量 Capacity 115.0 Ah Cmin 2 标称电压 Rated Voltage 691.2 V 216个电芯串联 216 pcs of cell in series 3 电压范围 Voltage Range 540 V788.4 V 4 额定电流 Rate Current 230A2C 5 能量 Power 79.488KWH 6 充放电功率 Charging/discharging Power 150kW 7 2C充放电电流 2C Charging/discharging current 230A 8 2C充放电电压下限 2 C charge and discharge voltage lower limit 652V 在特殊场合建设实施的储能项目，需根据现场的特殊环境，做相应的安全防护配置，保证系统长期安全可靠运行。安全防护配置垃圾填埋场冶金厂化工厂信息安全 ◎主机方面操作系统安全加固，操作系统密码定期修改 ◎应用方面两种或两种以上的组合鉴别技术，关键网络设备冗余备份 ◎人员及管理方面调试阶段使用专用调试设备，禁止远程连接系统 ◎网络方面身份验证双因子鉴定别，对日志进行分析并生成审计报表系统稳定问题储能调频系统控制部分采用双冗余设计方案，在系统出现问题时自动切换到备用服务器运行，保障调频系统的长期稳定可靠运行。控制系统双冗余备份厂区用电非线性负荷造成厂区内的电网稳定性和电能质量较差，接入大容量储能系统后，采用传统滤波方式，会有谐振产生，导致储能变流器频繁报过欠压保护，无法稳定运行，同时储能系统的频繁启停，会进一步导致厂区电能质量的下降。增加有源阻尼控制后，系统稳定性大大提高。弱电网谐振抑制技术载波不同步时，在高频处出现一个谐振峰，因此会出现高频谐振。不但会影响交流侧电网的电能质量，而且会导致直流正负母线对地有很高的交流分量，容易造成一部分 bms的电压采样受干扰而波动，产生单体过压或欠压报警，使系统保护停机，影响了系统的正常使用。多机并联高频谐振抑制技术针对上述问题，采用载波同步技术，使 2 台及以上机器的开关频率的载波做到一样，如果电网电压和直流母线电压以及充 /放电的功率是一样的话，那么理论上并联的机器的发波就是一样的，从而有效抑制多机并联设备间的高频环流，使输出波形更平滑，电能质量更好。直流侧正负母线对地的交流分量大大降低， bms采样恢复正常。多机并联高频谐振抑制技术以中国 AGC调频为例，收益来自于增加储能系统后， Kp指标提高获得的补偿。储能系统可以提高调节速率，调节精度，降低响应时间。每次调节都会带来电池系统的寿命损耗，即调节成本，需平衡调节成本和调节补偿，使收益最大化。另外结合调频考核机制，非考核区间，降低出力，减小电池损耗。 AGC调频收益和电池损耗成本的平衡系统运维问题现场出现系统或设备故障后，需要根据故障事件记录，分析可能发生故障的原因，而故障波形更能准确分析当时的原因，但现在故障往往很难复现，给彻底解决问题带来了难度。而且示波器比较贵重，携带不方便。故障录波在故障发生时记录某些预定的波形在故障前后的波形形状，便于分析引起故障的原因。故障录波批量参数配置可通过上位机进行可视化设置，提高现场调试效率，降低频繁修改编程代码的出错概率。批量参数配置可视化系统内所有数据都具有历史曲线功能，关键数据有实时录波曲线功能，便于维护，问题查找。可视化数据设计多种储能解决方案的践行者项目装机容量 1GWh