科创中国
宽范围、高效率储能控制系统关键技术与应用
发布时间: 2022-03-18
基本信息
合作方式：
技术咨询
成果类型：
新技术
行业领域：
节能环保产业
成果介绍
随着储能商业化应用愈加迫切，储能逐步在各个领域实现了商业化应用。高性能规模化储能技术，可以突破电力系统发电和用电的时空平衡限制，具有更有效的调控性，更好的经济性，可为电力系统提供更大容量、更快速的功率支撑，是新能源高渗透环境下保证电网稳定性和灵活性的重要手段，但当前储能控制系统无法完全满足高性能规模化储能技术需求。本项目针对百万点级海量数据管控、百兆瓦级多电池荷电均衡、毫秒级场站快速功率控制、电压源级变流器直接并联和全工况高效能储能变流器研制等难题开展技术攻关，立足宽范围应用、快速功率控制、电压源直接并联、高效率强过载变流器研制等关键技术研究，开发了多子站设备一体化能量管理与监控系统，研制了全工况模块化储能变流器装置，实现了储能系统宽范围、多场景应用和高效率、规模化运行。项目研制的储能控制系统，在能量管理和监控调度、快速功率控制、多机并联应用及储能变流器的本体方面均有较大突破。主要创新点：1.提出多子站设备一体化技术和多电池荷电状态均衡技术，开发分层存储、集中控制和远程调阅的新型储能电站系统架构，实现200万点以上数据的高效管控，调度响应时间＜2s，电站长时运行SOC不均衡度降低80%以上。2.提出纵向暂态控制技术和横向同步协调技术，基于储能电站快速功率控制和多模块协调控制策略，实现了百节点集群同步管理，全站暂态响应时间＜200ms、变流器同步误差＜1ms。3.提出加权虚拟相位补偿技术，动态抑制LC谐振点增益，有效降低谐振电压36%，直接并联台套数较业内典型直并方案提高30%以上。4.提出基于寄生电感耦合磁场互消的层叠母排设计方法和模块化端口叠进并联技术，解决了三电平变流器母排尖峰电压过高、散热不均和产品维护性差的问题，实现模块化储能变流器***倍功率长时间过载运行，转换效率高达***%；较国内外同类产品，直流电压范围提高29%、组装时间缩短40%、占地面积减小30%。项目成果于2019年10月通过了中国电机工程学会组织的成果鉴定，整体达到国际领先水平,并获得2020年中国能源研究会能源技术创新一等奖；所构建的集设备、方法、架构为一体的宽范围、高效率储能控制系统，有力推动了规模化储能领域的技术进步。同时，项目成果已实现在国家风光储输示范电站新能源调频、上海“三站合一”应急电源、蒙东通辽削峰填谷、湖南长沙城市电网扩容等重点工程中广泛应用，累计销售额达1亿元，提升了国家风光储输示范电站装机新能源的并网稳定性和友好性，为新能源优化运行迈出坚实的一步。
本项目成果属于电力系统领域，适用于“分布式新能源、微电网及发、输、配、用电”等应用场景。规模化储能应用技术可以提升新能源就地消纳能力，提高微电网应用技术，加速实现能源革命步伐。
成果亮点
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