齊紅飆:西門子創新高效儲能PCS整體方案及應用
5月19日至21日,“第八屆中國國際儲能大會”在深圳隆重召開, 來自中國、美國、德國、英國、加拿大、西班牙、日本、韓國、澳大利亞等國和地區1500余位政府機構、科研院所、行業組織、電力公司、新能源項目單位、系統集成商等代表出席本次大會。
西門子(中國)有限公司業務拓展經理、高級工程師齊紅飆儲能電站專場,以“西門子創新高效儲能PCS整體方案及應用”為題,發表了精彩演講。
演講內容如下:
齊紅飆:
大家好,我來自西門子(中國),我今天給大家分享一下西門子做PCS變流器這一塊的工作。
首先介紹一下西門子(中國)和我們大型傳動部,然后有一個新能源應用中心的介紹,我們專門組織了一個新能源應用中心,然后是PCS方面的介紹。
西門子在全球有40多萬人,中國員工有4萬人,在西門子集團里面有各個集團,每個集團都有不同的業務,我們是隸屬于過程工業驅動集團,也就是PD集團。
我們做PCS變流器的部門是在大型傳動部。它銷售了在中國境內所有250千瓦以上的低壓變流器。我們在九幾年就開始進入中國,我們做鋼鐵行業的變頻器,那時候還有直流傳動,還有高壓電機、高壓變頻,都是我們大型傳動部銷售的,甚至于高鐵牽引電機、牽引變頻都是我們銷售的。我們的PCS也是在這個部門,變流器在國內的所有核心部件或者核心的柜體都在我們這個部門生產。
我們遍布于全球,總部在紐倫堡,我們在全球40多個國家有250個服務中心,全球的大型傳動部有2萬多人。在中國屬于LD的工廠有4家,天津的西門子電氣傳動是生產所有裝置和柜體、低壓電機的,跟新能源有關系的一是西門子電氣傳動天津的工廠,一個是北京的西門子工廠自動化,它主要是做PCS成套。另外我們還有中壓變頻、西門子電機中國工廠。大型傳動部新能源這一塊主要有幾個應用,也都是現在新能源應用的幾個方面,包括光伏、儲能、港口岸電、微電網應用、調頻、無功補償、風光儲充一體化等等方面。
我們在全球有3個應用中心,分別在紐倫堡(歐洲/非洲/中東地區)、美國亞特蘭大(美洲地區)、北京(亞太地區),這些新能源應用中心主要是整體的項目的設計、生產、設備的調試和咨詢,它主要是做系統支持和技術支持方面的工作,這也是西門子在全球為新能源設立的部門。
亞太APC主要是面向一些最終用戶或者投資方。我們的銷售主要是面向中國的客戶,中國的投資方或者是總包方帶來的全球的項目,我們也都可以支持,只要是銷售的范圍在亞太地區就可以,安裝的地點在全球,這都可以支持。
這是在西門子的一個很經典的圖,中間這一塊是我們的PCS轉換環節,在交流源、光伏、儲能、電動汽車方面,這都是源頭部分,中間有一個DCP的環節,在某些直流源電壓不一致的情況下,可以用DC/DC轉換,交流側就是給到網側。這是用一個框圖來表明我們的產品的范圍。
這是DCP的介紹,它是可以升壓,又可以降壓的雙向轉換的轉換器,這是它其中的一些參數,包括過載倍數、諧波等等。
這是PCS的幾個功率段,由300千瓦到1700千瓦,有空冷的,也有水冷的,中間這一塊是水冷的部分。右邊是我們的一個SINACON多直流源輸入的設備,它的直流電壓范圍是100到1000V左右,電壓范圍比較寬。
我們有兩款,一個是SINAMICS,還有一個就是剛才說的SINACON。SINAMICS是基于我們的工業的變頻器,所有的元器件基本上也都是互相備用的,在它的硬件的結構上都是跟工業變頻器是一致的。后邊是它的一些特點,比如說它的過載能力等等方面,我們在鋼鐵行業當中,應用在比較惡劣的環境下,對功率元器件的考核還是非常嚴格的,對PCS這一塊肯定是有很多優勢在里面的。
這是SINACON HC多源型PCS,它也可以接入不同的直流源,有的一路、有的兩路、有的三路,可以和不同的電池相對接。它有很寬的電壓范圍(100-1150V),它可以接不同的電池,液流電池、鋰電池、鉛酸電池都是可以接入的,它還有一個優化的并網濾波器,另外它有一個認證的標準,就是在歐美推這種產品,它是符合當地標準的。還有就是有一個測試,這種測試的性能優越和高可靠性。西門子做測試這一塊其實是很嚴格的。我們的產品也是實現全球聯保的,我們在全球的服務中心都是有各個區域的售后的部門,在當地的銷售和服務都是由當地的團隊快速響應的。
Sinacon HC這種變流器可以把光伏和儲能接在一起,前面這種拓撲結構平時是分立的,光伏是光伏,儲能是儲能,所以Sinacon HC的優勢就是交直流一般是獨立的,而且減少了安裝的成本、電纜的成本,損耗也減小了。而且變流器也降低了一些容量,你在選擇DC/AC的時候,選擇的容量是優化的,變壓器的數量和開關柜數量也是減少的。而且直流側的DC/DC也是可以獨立控制的。
這是兩種方案的對比,右邊是交流耦合的,左邊是直流耦合。在充電的時候交流耦合的效率比直流的耦合更低,在放電的時候也有一個整體的對比,總體來看直流側耦合的方式比交流側的效率提升了3%以上。在投資方面,這種變壓器的投資也會減少,PCS投資和整體的投資都會下降。
現在我們的光伏發出的電能是不可控的,光伏板出來的容量,如果是交流側耦合的方式,它就截止在那里發不出去了,也就是說浪費了。這種直流耦合的方案就可以把它存在電池里面,在一定條件下再把它放出來,這種肯定是更高效的,而且對于DC/AC的選擇,我們能讓它更優化,所以說整體來說直流側耦合的方案有很多的優勢。
認證標準方面,我們的產品獲得了德國、美國以及CE的相關的標準認證。
我們的PCS變流器有幾個核心的軟件功能,我就不一一說了,我們有并網的標準軟件,另外還有并網的低穿或者是支持網側動態支持軟件,另外還有用于離網的軟件。我們的工作范圍是PCS有幾個容量,后邊集裝箱、儲能、各種軟件的應用、各種仿真、能源管理。這是一個儲能集裝箱的一個簡單的圖,這是空冷的方式。
水冷的PCS我們在澳洲用得比較多,因為澳洲的特殊的環境,它需要一些封閉的集裝箱。
我們還有一些主控制器,用于BMS和EMS之間。
這是微網控制器。
我們的業績方面,無錫的這個項目是全國最大的,這是用的我們的設備。這是北京的一個項目削峰填谷的應用。還有鎮江的項目,這也是用的我們的PCS。這個是韓國的2兆瓦的調頻的項目,現在我們還在跟蹤英國和德國的一些調頻的項目。這是德國的一個PCS一兆瓦的項目,它是跟電池在一起的。
后面這個是我們在澳洲的項目,這是西澳的一個備用電源的應用,因為當地的網絡不是很穩定,所以它有這樣一個備用電源的應用。這是在北領地的應用,它是代替燃氣發電機使用的,用儲能來替代它,實現旋轉備用。這是一個5兆瓦的應用。
這是在湯加的應用,這是一個PCS+DCP的混合應用。
這是澳洲的無功補償的項目,是用在礦區的一個穩定電壓的設備。
為什么有這么多澳洲項目呢?我們亞洲應用中心的領導也是從澳洲過來的,他對澳洲比較熟悉,對當地并網的政策、并網的仿真,現在我們都可以做。
在昆士蘭州也有一個在農村地區無功補償的項目,這也是水冷的設備。
最后這個是力拓的無功補償項目,它也是在鐵礦場比較惡劣的環境下做的一個應用。
謝謝大家。
責任編輯:繼電保護
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