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把储能逆变器做小可降低储能系统成本

        发布时间:2019-08-08 18:24        编辑:北极电力网
综合动力办事专题培训第五期(杭州站)-8月29日-杭州增量配电项目运营与实际研讨会(第二期)-9月7日-北京储能电站妙技与商业形式察看勾当(长沙站)-9月9日-长沙北极星储能网讯:储能系统内中的储能逆变器占的本钱兴许在百分之十几到20%,它的资本也可以高涨,也必需要消沉,同时必需把它做小。若是能把PCS遵从做的高、功率密度做的高,把它做的小,它用的原料就会少。假设PCS有更好的管制性能,和电网之间的交互即是靠控制性能提供一些辅助效能,这也是挖掘我们储能价值的一个很需要的环节。——西北大学电气项目学院传授肖华锋8月7日-8日,由华北电力大学、中国可再生动力学会主办的“第一届中国储能学术论坛暨景致储创新技术手段大会”在北京召开。在8月8日分论坛一“景色储翻新技术专场”中,东南大学电气项目学院传授肖华锋作“散播式储能用高功率密度非阻隔逆变手艺”报告。西北大学电气工程学院教授肖华锋十分高兴有这个机碰到这边来跟人人汇报我的任务,我是肖华锋,来自于南京西北大学。我给大家报告请示的标题问题是分布式储能用高功率密度非拒却逆变技能,将从四个方面来先容。
首先简介一下研讨配景,咱们知道能源足量以及环境危急,要求我们进行新能源,我们国家是从06年1月1日颁布发表了《可再生动力法》,随后风电就得到了神速的进行。发现了十年增长一百倍这样的一个成绩,从11年劈头,我国的光伏也获取了爆发式的增长,发现了五年增长一百倍的成绩,进行很快,咱们能够感受到。我们具体以光伏为例,可以看一个数据,十年前与现在,咱们的装机,其时占世界总装机的占比不到1%,只需0.86%,而到去年岁终,这个占比也曾达到了36.4%。假如看增量的话,世界的装机大概增了30倍摆布,而我们国外或许增了1000倍。其中散播式光伏近些年来进行也尤为快,17年占35%,在翌日一些带领的呈报中讲,我们旧年的占比大概在40%左右,而且之后指望始终维持在何等一个比例。为甚么发展这么快呢?当然咱们有对清洁动力的需求,同时也发现这个老本也在神速的下降,当然这是一个良性循环。装的越多越便宜,越重价装的越多,若是我们做武艺,或者咱们选方案的话,它的资本上面有大幅下降空间的话,阐明它会越发有生命力。容易的总结,咱们现在光伏大风电的装机累计但凡世界第一名,截至客岁底,风电的装机梗概在185GW,光伏快赶上了,170GW。夸张一下资源降的有多快,在17年与12年比,风电和光伏的建设成天职别降了20%与45%,特别是光伏降的格外快。多么一来,截止去年末,天下的风电和光伏装机占比,占到咱们全部发电装机的20%,已经是不可忽视的动力,发电量快要9%,风电发电小时数不像老例的发电稳定。在神速的散播式或者固执式的新动力的发展下,给我们带来干净能源的同时,也给我们带来一些应战。咱们看美国加州的鸭子曲线,意思就是说本地的负载减去本地分布式的光伏的发电,减了之后,咱们就发现曲线发生很大的变化,分外在光伏引出去之后。副本在中国12点支配,是用电岑岭,例如看最下面2012年的这条线,由于光伏疾速发展,13年徐徐这个线变平,越今后猜测,这个线是愈来愈往下的。假定要你把光伏这个电用掉,需要原来旧例的能源就要少发,才能维持平衡。在晚上六点钟左右的时辰,光照强度会极快的下降,但紧接着在6点之后又有一个用电顶峰,带来什么问题呢?需要我们用电要快速跟上去,极快爬坡,有这两个寻衅。各个国家发电供电的形成一致,发电机组的赋性也纷歧样,各个国家都有各个国家的方案,现在在我们国家该当说有一些挑衅,主要是经济问题。如果想让咱们的散播式光伏极快进行,方才王主任也讲了,怎样让它自强,你自身带来的问题能不能本人解决掉?储能针对光伏这类强刚烈性,适应这种特点,经由历程储能来婚配它这个本性,能把它做的接入我们电网不会带来这么大的影响。说到储能,在我们多么一个保守的发电到用电这个环节中,储能不是一个鲜嫩的技术手段,或者不是一个新鲜的事物。譬喻在我们发电端,削峰填谷,减少排放,同时可以升职接入,首要是大型的风场和光伏电站。在输电端,可以延缓降级,减少投资,这个很好理解,主要是由于拘泥的能源,负荷变少了,对咱们的输电的投资可以缓解。在配电端可以减少维护,首要是变电站,同时前进电压管束,以及前进资制造行使率。在用电侧,异样能够升职接入,首要是散布式的新能源接入,提高电压控制,另有供电平安,要是停电了,基于储能可以由短年光的或者不一定光阴的供电伎俩。我的呈文主要是聚焦在分布式储能用电这个环节。储能方式,咱们晓得有五大类,今天不日很多专家先容了种种差距的储能方式。我不过量讲了,我们解析下来,漫衍式储能,锂电池现在这个手艺方案运用的是比照多的,当然分布式的储能也包罗电动汽车。为何说锂电池对照有上风呢?第一个是利润的下降,08年的时分,每一度的电池资本在2000美元左右,到客岁底降到了200美元,这个尤其需要。同时它的性能也在前进,我们选了一个目标等于它的轮回次数,可以看到由一开始的在2000次,08年,到现在18年能到达10000次,何等一个利润的飞扬,加之轮回次数的增长,使得每次循环,用电老本会倏地的低沉。刚刚说了,统计数据看,我们08年到18年降了十倍,降到200美元。举个例子,现在在200美元一度,我们假定装在电动汽车下来,现在的这个价值各人觉得贵,现在电动汽车相对古板的燃油车照常贵。据料想,假设你每一度电的电池每千瓦时的价值降到100美元,它的价钱就会与激进的燃油车持平了,何等买就不会有压力了。同时我们意料每3-4年,价格降一半这样的速度的话,蕴含从咱们负面光伏的发展也能看出来,这其实不是达不到的,是很容易达到的。曩昔我们说光伏也贵,现在不说它贵了,现在都是平价上彀。再过3-4年,电动汽车不会太贵了,当然会不会有别的各人思考的成分,欠好讲。最最少它的价钱会比古板的燃油车更有优势,由于传统的发念头它的价值降落空间优劣常有限的。这是电池。要构成一个琐细,这里另有电力电子的局部,我是混于电力电子研究的。我们对电池和电网之间的部件咱们喻为逆变器或者PCS,它怎样来救命咱们飞扬资源呢?这样一个体系咱们现在大家都把目光聚焦在电池上,由于贵在它。系统内里的逆变器占的资源可能在20%,百分之十几到20%,这一块也能够低落,也必须要飞扬,同时必须把它做小。要是你能把PCS遵守做的高,功率密度做的高,把它做的小,它用的原料就会少。若是它有更好的牵制性能,和电网之间的交互等于靠控制性能供给一些辅助办事,这个也是发掘咱们储能它的价值的一个很紧要的环节,它能给电网供给成例的处事以外,还能供给更多的辅助干事,就能够有更大的价值。我们提出把它做成非断绝的,半导体材料庖代原来我们更多的是拒却的架构,经办变压器,何等一来,不有励磁和绕组损耗,同时你可以进步效率,同时可以把它做小。若是你把变压器拿掉,它有甚么问题?咱们想想变压器在体系里原来起什么感导,从两个方面看,第一进行电压娶亲,第二个就是有一个安然的问题,变压器阻遏,它是一个共模的本性。在现有的漫衍式架构下,假如接入的是电网配网末真个话,在现在电压等第,电压娶亲不是问题了,然则共模的问题有不有问题呢?电池组正常非断绝之后,电池之间会形成一个分布电容,也有这个电容之后,逆变器形成一个共模的电流回路。假设能做成一个恒定值,当然是零更好,不是零,是一个恒定值也能够,如许电容就盖住了,这是一个很好理解的本色。要去接头如许的电路拓扑,传统的电路可以找到。上面这个是差模电压,下面是共模电压,咱们可以看电压做到了恒定值,所以它是安全的。然则问题是在这个地方,我们会看到它的电压要末是正的,要末是负的,这样把逆变器的恪守做低了,这不是咱们想要的。相等于咱们走路向前走三步,同时还要退两步,为了做到平衡。第二个问题便是硬开关,开关过程当中会有一个损耗,这是碰着的问题。咱们来解决它,换一种方式,跟违抗相干的,向前走三不,向猬缩一步,性能可以行进,可是共模电压是在高频的脉动,会制作生风险。有些解决法子,我们称为解耦单级性调制,然而在某一个阶段照常具备刚强。下面咱们讲一个调控法子,怎么来解决浮动的问题,等于在原来的基础底细上,增长了岔路,差模电压和负面一样,共模电压能够把电压做到恒定,这样一来的话,可以看一下造诣。咱们是有并网要求的,第一个是不有做的时辰,我们获取的数据离我们规范的要求小一点,这原来是30毫安,假定咱们用有源开关,这个顽固的频次会非常低。咱们用无源开关,即是一个恒定的值。做到的成绩,可以降到2毫安,当前我们也在到场国际尺度的制订,我们巴望能够从30毫安降到5毫安,多么的非阻遏的武艺就会采纳,让它的保险性进一步进步,何等无利于它的应用领域的扩充。对付非拒却它的架构,它的发展蛮蓄寄义的,最起源很多地方但凡不许用的,出于安全的角度考虑。这是刚刚讲的第一个问题,怎么样把功用做高,安然性前进上来。第二个就是开关损耗的问题,我们要做高死守,对变换器来讲,它的方式便是行进开关频率。为何要用软开关?咱们可以记忆一下直流变换器,由于电池电压有一个坚决范围,反面放一个直流变换器用意起来会更易,琐屑更易美化设计。在多么一个琐细里面,直流变换器的功率密度曾经发展到第三个阶段了,可是在咱们逆变器还基本上处在第一个阶段,几千赫兹。咱们怎样往前促进?在系统内中有的是用的第三代的技术手段,有的还是第一代的妙技,明显是一个不屈等不成亲的形状,怎样把它往前推,何等才能把功率密度做高。我们解析下来,选用软开关,是能够把它做小的。怎样把电路做的容易,以及真正做到有成效,咱们提出了一种新的布局,叫续流谐振腔逆变器,这内里有几个特点,第一个是谐振网络是并联放置,可以做到通态损耗小。第二,谐振元件要机动配置,能够实现削减开关损耗。最后是怎么样把电路做的轻便,进行思绪的集成,内里有差别感导的歧路。要做谐振很容易,电感电流的谐振Internet,最后头可以做一个自然谐振进去,可是有一个问题,谐振网络有损耗。如果不克不及填补能量的话,会衰减。如许给我们设计带来一个艰难,第一遍做出来,它的坚守并无太大的优势。咱们就要解决这个问题,怎样保障谐振元件回位,咱们找到主开关它的电容电压,担保可靠回位,可以大幅减少谐振网络的损耗。虽然进电流是正弦的,假设在开关频次下,开关频率远高于电网频率,何等一个恒定的电流也能够给电容充电,细节不久不多讲了,最后异样可以把依顺前进。总的来说,最后做的造诣,功率密度大幅进步,遵命可以进步1.3%。最后是一个小结,我国的分布式光伏进行极度循名,其对漫衍式储能的需求利弊常大的,如何飞腾储能细碎的资本是环节。第二,逆变器无变压器化在行进服从飞扬资本的同时,可俭省铜、钛等弗成再生资源的破钞,这个十分需要,在我们进行可再生能源过程中,未必要构建这样一个分明。第三个,散播式储能细碎的小型化是用户储能和移动储能市场的必要进行偏向,如何把它做小,多么资源可以消沉。我的汇报竣事,感谢人人。

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