支撑新型电力系统构建的构网型储能系统:综合解决了大规模新能源发展中面临的难题
发布时间:
2022-11-28 16:37
概况
新型电力系统的显著特征是新能源在电源结构中占据主要地位,随着新能源发电装置占比增加到一定程度,例如新能源占比70%,同步机电源占比30%,即使负荷不变化,当新能源部分的波动由于天气影响超过30%时,30%的同步机电源就无法做到受控按需平衡功率,这样一个系统遇到类似扰动将无法正常运行。
南瑞继保较早时期就组织了团队深入研究如何利用储能系统解决相关问题,率先研制出了大容量构网型储能技术。该技术相较于同容量削峰填谷解决方案,只增加了较少的硬件成本,却可以进一步挖掘发挥储能的潜能,使储能可以对电网电压、频率和惯量进行支撑,从而综合解决大规模新能源发展中面临的难题。
优势及特点
构网型储能技术的核心是通过储能逆变器,构建起支撑大电网稳定运行的电压源,可以起到快速调频调压、增加惯量和短路容量、抑制宽频振荡等作用。由于电力电子控制系统的调节速度优势,其快速响应性能甚至超越了传统的发电机。对于电网中大部分新能源场站短路比不足的场合,经初步测算,配置15%具有短时1.5倍10秒过载能力的构网储能系统,基本可以保证新能源的正常运行。由于构网型换流器的特性可以通过控制特性塑造,对于大量接入构网型变流器的场合,还可以通过过载特性的设计,既满足短路容量的要求,又可避免短路电流超标,而这是同步发电机不容易解决的矛盾。在大规模直流外送的特定场合,考虑直流换相失败等严重故障,通过配置一定比例更强过载能力(3倍10秒过载能力)的构网储能系统,可起到类似调相机的作用,在满足新能源接入条件的同时还可以将过电压水平控制在规定范围内,从而保证严重冲击下接入新能源的电网的稳定运行,提高新能源消纳能力。
应用及贡献
2021年10月30日和11月06日,由中国电机工程学会组织的“南瑞继保PCS系列产品鉴定会”召开。其中PCS-8800电网支撑型储能系统参与了鉴定。鉴定委员会认为:PCS-8800电网支撑型储能系统设计合理,原理先进,具备快速功率控制功能及快速电网需求响应能力、具备构网控制特性、对电网的安全稳定运行起到支撑作用,具有推广前景,整体达到国际领先水平。
2022年5月4日,国家发改委、国家能源局下发了《关于促进新时代新能源高质量发展的实施方案》,提出加快构建适应新能源占比逐渐提高的新型电力系统,其中第一个措施就是全面提升电力系统调节能力和灵活性。在新能源附近增加具备同步发电机或者类似同步发电机的频率调节和电压控制能力的新型设备,例如构网型储能系统,属于工程化比较成熟、电网建设可以直接采用的解决方案。该方案较全面地提升了电力系统调节能力和灵活性,可平抑新能源发电波动,提升系统惯量、电压与频率支撑能力,控制短路容量和改善电网阻尼特性,能在技术上有效调和新能源发展过程中将面临的各种矛盾。
2022年5月24日国家发展改革委下发的《关于进一步推动新型储能参与电力市场和调度运用的通知》,对相关利益的协调提出了指导,包括新型储能可作为独立储能参与电力市场、加快推动独立储能参与电力市场配合电网调峰、建立电网侧储能价格机制等指导意见,后续落实时建议也对储能参与电网调频、调压,提供惯量等贡献的定价进行探讨和创新尝试,推动构网型储能等新技术在建设以新能源为主体的新型电力系统过程中,为电力系统安全稳定运行做贡献。
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