儲能行業(yè)如何有效解決電能質量問題？

時下，儲能行業(yè)正在大力發(fā)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(fā)展規(guī)模儲能是解決可再生能源大規(guī)模接入、提高常規(guī)電力系統(tǒng)和區(qū)域供能系統(tǒng)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(yè)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(fā)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(tǒng)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(tǒng)布局圖。

圖1 分散式儲能系統(tǒng)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(fā)電”示范、格爾木新能源光儲電站、保定英利工業(yè)園區(qū)光儲微網示范工程、深圳欣旺達園區(qū)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(fā)電現(xiàn)場。

圖2 格爾木新能源發(fā)電現(xiàn)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(fā)電主要分為發(fā)電側、電網側、用戶側，各部分作用如表2所示：

表2 儲能發(fā)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。

1、發(fā)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(tǒng)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(lián)或并聯(lián)諧振。

危害程度：諧振可導致系統(tǒng)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(fā)生反轉，諧振過電流會引起PT熔件熔斷甚至燒毀PT。

2、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；

3、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(tǒng)接入配電網技術規(guī)定》 規(guī)定：“儲能系統(tǒng)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：

安裝抑制阻尼裝置

儲能與分布式電源的阻抗參數(shù)協(xié)同設計

儲能接入位置的優(yōu)化設計中考慮接入位置對系統(tǒng)等效阻抗參數(shù)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(tǒng)的引入可以有效抑制分布式能源的功率波動和不規(guī)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(tǒng)引入饋線時，可以在電壓越下限值時，發(fā)出功率，提升每個節(jié)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(fā)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(xié)助用戶監(jiān)測分析。

E2000電能質量在線監(jiān)測裝置可以監(jiān)測和統(tǒng)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(shù)，支持暫降錄波，穩(wěn)態(tài)事件記錄，通過Modbus（486/TCP）或IEC103協(xié)議可以將數(shù)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(jiān)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(xiàn)場的空間利用率。

如圖5所示，為E2000裝置圖。

圖5 E2000 裝置圖