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2021年10月17日-20日，2021北京國(guó)際風(fēng)能大會(huì)暨展覽會(huì)（CWP 2021）在北京新國(guó)展隆重召開(kāi)。作為全球風(fēng)電行業(yè)年度大的盛會(huì)之一，這場(chǎng)由百余名演講嘉賓和數(shù)千名國(guó)內(nèi)外參會(huì)代表共同參與的風(fēng)能盛會(huì)，再次登陸北京。

本屆大會(huì)以“碳中和——風(fēng)電發(fā)展的新機(jī)遇”為主題，歷時(shí)四天，包括開(kāi)幕式、主旨發(fā)言、高峰對(duì)話、創(chuàng)新劇場(chǎng)以及關(guān)于“國(guó)際成熟風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“國(guó)際新興風(fēng)電市場(chǎng)發(fā)展動(dòng)態(tài)及投資機(jī)會(huì)”“風(fēng)電設(shè)備智能運(yùn)維論壇”“碳達(dá)峰碳中和加速能源轉(zhuǎn)型”等不同主題的15個(gè)分論壇。能見(jiàn)App全程直播本次大會(huì)。

在19日上午召開(kāi)的風(fēng)電機(jī)組技術(shù)創(chuàng)新論壇上，陽(yáng)光電源股份有限公司風(fēng)儲(chǔ)產(chǎn)品線總監(jiān)梁信信發(fā)表了《風(fēng)電儲(chǔ)能變流器關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用探討》的主題發(fā)言。

以下為發(fā)言全文：

梁信信：各位專家和觀眾好，我來(lái)自陽(yáng)光電源。

今天匯報(bào)內(nèi)容主要三個(gè)部分，是講一下這個(gè)大背景，因?yàn)椴还苁切履茉�、風(fēng)電，還是光伏都是息息相關(guān)。從數(shù)據(jù)、3060目標(biāo)來(lái)看，風(fēng)電和光伏的發(fā)電量其實(shí)是一個(gè)直接的變化，但其他可能需要關(guān)注的是這個(gè)特性，講到特性，我們大家可能更多的是討論機(jī)組更多大功率化，但其實(shí)機(jī)組并網(wǎng)更多的是風(fēng)電變流器來(lái)承擔(dān)，所以從風(fēng)電量的變化，其實(shí)也想到質(zhì)的變化，風(fēng)電接觸電網(wǎng)的時(shí)候，一方面提高發(fā)電穩(wěn)定性，另一方面是我們能夠承擔(dān)起，提高入網(wǎng)友好性、穩(wěn)定性。從圖中簡(jiǎn)單看一下，我們現(xiàn)在隨著大功率風(fēng)電機(jī)組，關(guān)注的不光是高電壓穿越，比如電網(wǎng)振蕩問(wèn)題，我們也考慮變流器接下來(lái)怎么做，怎么能夠把變流器功能融入到3060這樣友好性定位中。

講到新能源不免就講到儲(chǔ)能，從去年開(kāi)始中國(guó)20多個(gè)省份就提能新能源要加儲(chǔ)能，加集中式的儲(chǔ)能，作用更多的是和電網(wǎng)和電源側(cè)連接，提供一些意思調(diào)頻包括調(diào)風(fēng)這些功能定位。做便利器也在思考一個(gè)問(wèn)題，現(xiàn)在從鄉(xiāng)村振興這些政策，包括這些場(chǎng)景來(lái)說(shuō)，是不是也有很多這種離散、分散式這樣一些儲(chǔ)能定位，怎么把分散式儲(chǔ)能和集中式儲(chǔ)能結(jié)合起來(lái)，和大家交流一下想法。

講一下儲(chǔ)能變流器儲(chǔ)能性這個(gè)情況，以這個(gè)風(fēng)電機(jī)組為例，風(fēng)電變流器本身發(fā)的電頻率都是不一定的，接到這樣的變流器裝置，通過(guò)把這個(gè)變成穩(wěn)定的電，從2010年之后就國(guó)產(chǎn)化了，因?yàn)?010年之前，更多看到的是ABB或者是西門子這些國(guó)外變流器，我們變流器的控制，僅僅是依托與器件的發(fā)展，現(xiàn)在主流控制算法包括總量控制70年代已經(jīng)發(fā)展成熟，但是因?yàn)樽兞髌饕獙?shí)現(xiàn)這種電力電子化快速化控制息息相關(guān)，通過(guò)這種硬件拓普這樣一個(gè)載體，結(jié)合算法來(lái)實(shí)現(xiàn)這種并網(wǎng)控制功能。

這個(gè)圖是傳統(tǒng)變流器工程策略，通過(guò)這個(gè)有功和無(wú)功電流的解耦，實(shí)現(xiàn)三項(xiàng)電流的控制，因?yàn)椴恢苯涌刂迫��?xiàng)電網(wǎng)并流，是通過(guò)把三項(xiàng)電流解耦到有功和無(wú)功這兩個(gè)有實(shí)際的這樣物理意義，來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)組下發(fā)給我們的控制策略，其實(shí)就是傳統(tǒng)變流器控制策略，至于剛才講的一些低穿、高穿輔助工程算法也是通過(guò)其他的一些實(shí)現(xiàn)的。我們傳統(tǒng)的電能傳輸架構(gòu)就是變流器把發(fā)電機(jī)發(fā)出來(lái)的交流電，通過(guò)福祉和頻率調(diào)制，送到電網(wǎng)當(dāng)中去，把兩端口，兩個(gè)交流側(cè)端口變流器并網(wǎng)的架構(gòu)，在16端口又通過(guò)設(shè)計(jì)增加了直流變換器的功能，使得傳統(tǒng)變流器具備儲(chǔ)能變流器的功能，除了能夠完成發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電的功能外，還能夠直接連接儲(chǔ)能電池、儲(chǔ)能介質(zhì)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能這個(gè)功能。

我們傳統(tǒng)風(fēng)電變流器上增加了接口，使得能夠?qū)崿F(xiàn)與電池介質(zhì)電流交換。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是電池的充電和放電，但這個(gè)充電放電可以結(jié)合我們具體應(yīng)用場(chǎng)景。這是我們?cè)O(shè)計(jì)考慮三個(gè)方面：

，一體化設(shè)計(jì)，一體化就是一個(gè)集成設(shè)計(jì)，現(xiàn)在是平價(jià)時(shí)代了，雖說(shuō)把變流器增加了新單元，但還是想降本提效，把單元集成到整體變速器里面，共用同樣軟件控制平臺(tái)、整個(gè)模塊化結(jié)構(gòu)，使它能夠在增加少制裁成本的情況下，具備風(fēng)電變流器功能定位，同時(shí)具備定位之后，我們也考慮高安全儲(chǔ)能系統(tǒng)，通過(guò)一些直流回路熔絲的設(shè)計(jì)，智能溫度化的檢測(cè)，因?yàn)樗�是直流，和我們交流還是有本質(zhì)區(qū)別，直流它不像交流有過(guò)流點(diǎn)，這個(gè)方面我們也考慮了，對(duì)于接線松動(dòng)，接觸電阻的檢測(cè)，我們都集成到變流器的里面。

第二，在集成硬件結(jié)構(gòu)之后，把功能定位慣量和一次調(diào)頻通過(guò)增加儲(chǔ)能介質(zhì)，做成風(fēng)電機(jī)組的標(biāo)配，就是現(xiàn)在機(jī)組做慣量或者是做一次調(diào)頻，可能是通過(guò)犧牲大功率點(diǎn)來(lái)做的，預(yù)留這個(gè)備用功率，但如果實(shí)際上這種在風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行肯定這種方式可能是不太可能的，大家可能知道，因?yàn)闋奚�發(fā)電量來(lái)預(yù)留這個(gè)功能肯定是不太現(xiàn)實(shí)的，所以說(shuō)通過(guò)這樣一個(gè)變流器，通過(guò)這個(gè)儲(chǔ)能介質(zhì)把慣量和調(diào)頻作為一個(gè)標(biāo)配，另外我們通過(guò)直流側(cè)這樣加儲(chǔ)能之后，在儲(chǔ)能變流器上實(shí)現(xiàn)的這些離網(wǎng)運(yùn)行、運(yùn)行模式都變成了風(fēng)能變流器上一個(gè)標(biāo)配，其實(shí)通過(guò)這樣的一個(gè)設(shè)計(jì)，使風(fēng)電變流器完全具備儲(chǔ)能變流器應(yīng)用場(chǎng)景和功能模式。

第三，直流側(cè)增加，在一些高電壓和低電壓載電控制上通過(guò)儲(chǔ)能的加入提升變流器的穩(wěn)定性，運(yùn)行在設(shè)計(jì)方面的一個(gè)考慮。

下面我想分享一下，不是簡(jiǎn)單的集成設(shè)計(jì)，相當(dāng)于對(duì)風(fēng)電變流器穩(wěn)定性。因?yàn)轱L(fēng)電變流器直接并網(wǎng)，對(duì)并網(wǎng)的穩(wěn)定性增加單元，對(duì)并網(wǎng)有好處，沒(méi)有壞處，到底是什么樣的？我們做了一個(gè)仿真、一個(gè)建模分析，這個(gè)建模和我們傳統(tǒng)的電流電子建模有點(diǎn)區(qū)塊，因?yàn)檫@個(gè)建模不太好做，從直流母線，把變速器直流側(cè)來(lái)輸入端，從直流側(cè)來(lái)建模，把儲(chǔ)能等效成一個(gè)電壓源，我們做了一個(gè)假設(shè)等效，然后假設(shè)等效可以看到中間直流母線端口看到一個(gè)單端口模型，通過(guò)這個(gè)模型，對(duì)他進(jìn)行分析，主要進(jìn)行分母進(jìn)行穩(wěn)定分析，只有分母出現(xiàn)了無(wú)窮大，才會(huì)有這種存在，我們通過(guò)這個(gè)曲線存在，發(fā)現(xiàn)增加這個(gè)儲(chǔ)能之后，在儲(chǔ)能和充電和放電的時(shí)候，對(duì)我們穩(wěn)定有非常有意思的現(xiàn)象，在充電和放電的時(shí)候這樣影響是不一樣，什么意思呢？在充電的時(shí)候和放電的時(shí)候作用是相反的，離負(fù)1和0的距離一個(gè)是隨著儲(chǔ)能增大，一個(gè)是遠(yuǎn)離它，一個(gè)是靠近它，代表是它更穩(wěn)定有可能是不穩(wěn)定，所以從分析說(shuō)，配的儲(chǔ)能功率它不是越大越好，從母線這個(gè)實(shí)現(xiàn)和仿真來(lái)看，可能5%和10%功率合適，這也是給大家分享這一點(diǎn)。

儲(chǔ)能變流器的控制模式，一是增加它這個(gè)直流側(cè)的控制，變流器控制主要是對(duì)交流側(cè)控制，平常穩(wěn)定直流側(cè)的控制，但除了變流器直流電壓外環(huán)相當(dāng)于提高直流側(cè)，同時(shí)提高風(fēng)電，提高應(yīng)用之外，之后才能夠和電池進(jìn)行充放電，去參與慣量和調(diào)頻這些場(chǎng)景。我們做實(shí)驗(yàn)仿真這些數(shù)據(jù)，對(duì)直流電壓的一個(gè)條件的控制，從左邊這個(gè)圖是地穿高穿連鎖，對(duì)比了傳統(tǒng)的風(fēng)電變流器對(duì)比，就是從第二個(gè)圖電網(wǎng)出現(xiàn)不對(duì)稱的時(shí)候，對(duì)直流側(cè)通過(guò)直流側(cè)加強(qiáng)性的控制，加強(qiáng)了它穩(wěn)態(tài)和載態(tài)，大概加了10%的儲(chǔ)能，這個(gè)動(dòng)態(tài)和載態(tài)的變化有明顯區(qū)別。

講到儲(chǔ)能和輔助調(diào)頻，慣量就是對(duì)頻率變化率的支撐，調(diào)頻是頻率偏差的支撐，如果增加了儲(chǔ)能介質(zhì)，使得儲(chǔ)能風(fēng)電變流器實(shí)施機(jī)組預(yù)留這個(gè)能量，完全可以通過(guò)儲(chǔ)能來(lái)提供，以前風(fēng)電機(jī)組慣量因?yàn)樗�釋放�?dòng)能，存在響應(yīng)了慣量功率之后，功率二次電路，存在一些問(wèn)題。但通過(guò)增加直流端口增加了儲(chǔ)能之后，慣量和調(diào)頻成了一個(gè)標(biāo)配，其實(shí)都不存在這些問(wèn)題。就是說(shuō)風(fēng)電做好風(fēng)電電網(wǎng)發(fā)電的時(shí)候，儲(chǔ)能做好儲(chǔ)能的事情，通過(guò)更少的配置，來(lái)使配電機(jī)組友好型的功能，

后總結(jié)，現(xiàn)在這些場(chǎng)景其實(shí)還需要不斷努力。希望風(fēng)電的同仁一起來(lái)共勉，我們是心存高遠(yuǎn)，但是還要腳踏實(shí)地繼續(xù)加油干，謝謝大家。

（根據(jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）