陶世成:分布式光伏及儲能系統的檢測技術
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。
北京博電新力電氣股份有限公司新能源市場總監陶世成在分布式光伏與儲能系統應用,發表了題為"分布式光伏及儲能系統的檢測技術"的精彩演講。
演講內容如下:
陶世成:
各位領導,大家上午好!很榮幸參加本次會議,別人只有一次機會,我有兩次機會,比較榮幸。在此跟大家匯報博電新力電氣股份有限公司在分布式光伏和儲能系統檢測方面做的工作。
我的內容包括背景現狀、分布式光伏并網測試、企業介紹、電網設備。之前黃主任和陸總在介紹中談到光伏近幾年有爆發式增長。2018年4月24日,國家能源局新聞發布會公布了一季度能源生產運行清九,分布式光伏新增裝機768.5萬千臺,同比增長217%,呈“井噴之勢”。全球已投運儲能項目累計裝機規模28.9GW,同比增長19%。其中,抽水蓄能占比最大,接近99%,其次是電化學儲能裝置規模,為389.8MW,同比增長45%。新增規劃、在建裝機規模為705.3MW,從新增投運的電化學儲能項目的應用分布來看,2017年用戶側領域的新增裝機規模所占比重最大,為59%。其次是集中式可再生能源并網領域,占比接近25%。
分布式光伏和儲能的爆發式增長帶來的問題是穿透力高、輸出功率隨機波動性大、輸出功率的隨機性易造成電壓波動和閃變、大量逆變器的引入,使得配電網成為含有多個固有諧振點的復雜高階網絡,出力具有諧波頻譜寬、幅值波動大等特征,容易激發引起諧振。這些問題的出現引起了電網公司的注意。電網公司出臺了一些政策,分布式光伏力爭上網,這幾年分布式光伏和儲能并網過程中出現的問題越來越多,現在電網公司開始開展分布式光伏電站和儲能電站的并網測試工作。這方面的工作目前沒有明確的文件發布,什么容量的電站或者什么等級的電站如何進行檢測,但是有了相關的標準。現在分布式光伏電站的容量遠遠高于儲能電站的容量,預計明年分布式光伏電站的工作會陸續開展,這是我們市場人員根據市場情況估計出來的。
我們是檢測設備的供應商,比較關注測試相關標準。主要參觀的是GB/T 29319-2012和GB/T 31365-2015,單純像分布式光伏并網檢測的標準處于征求意見稿企業標準階段。儲能系統檢測,目前并網容量更小,目前儲能系統的檢測工作主要屬于實驗階段,更多的檢測是儲能逆變器的檢測。儲能系統檢測是NB/T 33015-2014和NB/T 33016-2014。
分布式光伏并網測試,主要測試內容是無功容量、電壓調節能力檢測,包括無功測試和電壓調節測試;并網運行適應性檢測,包括電壓、頻率、電能;電能質量檢測分為三相不平衡度、閃變、諧波、間諧波、直流分量。低高壓保護、頻率保護和恢復并網檢測。大型電站需要指定原理、指定形式的低壓檢測裝置進行測試,分布式光伏的測試需要進行的是低高壓保護的測試,這里的低高壓保護測試使用的測試設備可以和并網運行適應性檢測所使用的設備一樣,電網模擬裝置不需要單獨做電壓檢測裝置,因為價格比較高。
分布式光伏并網測試內容包括:無功容量、電壓調節能力、電能質量檢測、低高壓保護、頻率保護和恢復并網檢測、防孤島檢測、通用技術條件檢測等。不經過可編程電源,電網經過K5、K4、K1開關連接分布式光伏電站,可進行無功容量、電壓調節、電能質量測試,能量流動曲線包括數據錄波儀、電能質量分析儀、防孤島試驗用RLC負載、電網模擬裝置。
目前我們結合客戶的要求出了幾套分布式光伏的方案,主要是低壓側檢測,大概是380伏。電網模擬裝置,配置容量一般在300千瓦內。這是我們常說的分布式光伏檢測。光伏電站檢測的容量比較大,配置相應的模擬裝置、防勿擾裝置。
并網運行適應性檢測、低/高壓保護、頻率保護和恢復并網檢測,電網經過K5開關、可編程交/直流電源、K1開關連接分布式光伏電站,可進行電壓適應性、頻率適應性、電能質量適應性、低/高壓保護、頻率保護、恢復并網。通過電網模擬裝置,使連接點的電壓到86%、109%或者86-109%之間,保證發電系統不斷網。
這是防孤島檢測工作,電網經過K5、K4、K1開關連接分布式光伏電站,和過K2開關及防孤島試驗用RLC負載,可進行防孤島功能測試。標準中有明確的測試步驟,我們按照相應的測試步驟開展工作,我們積累了足夠的經驗。
關于光伏分布式測試,偏重電站整體方案測試和逆變器測試,電站測試基本不涉及電池方面的測試。這套系統對于光伏逆變器進行測試,可以通過電網模擬裝置,模擬直流源、電池板性能,對光伏逆變器進行測試。分布式光伏并網測試系統來說,精度等級要求不高,電壓互感器準確度要求為0.5級,電流互感器準確度要求為0.5級,數據采集裝置準確度要求為0.2級。
涉及設備是電網模擬裝置、電能質量分析儀、錄波儀、示波器、防孤島試驗用RLC、集控系統、集控測試軟件、改裝車輛。目前涉及6兆瓦以下的分布式光伏,可以用移動檢測車到現場進行相關的檢測,今年下半年或者明年在某些省份會以這種方式實施。
儲能系統并網測試內容,根據儲能電網并網測試規范及測試時儲能電站運行條件,并網測試可分為檢測與試驗兩部分,檢測項目在儲能電站并網條件下進行,試驗類項目在儲能電站離網條件下進行,這里所提儲能電站并網測試主要包括8項檢測內容和4項試驗內容。
檢測內容包括儲能電站容量、充放電時間、充放電響應時間、充放電轉換時間、能效特性、自放電率、動態響應檢測、電能質量檢測。
試驗內容包括耐壓特性試驗、電網適應性能力試驗、低電壓穿越及防孤島保護試驗、保護特性試驗。
測試儀器儀表應按國家有關計量檢定規程或有關標準經檢定或計量合格,并在有效期內。電網模擬裝置與變流器連接側的電壓諧波應小于GB/T 14549 中諧波允許值的 50%;與電網連接側的 電流諧波應小于 GB/T 14549 中諧波允許值的 50%。
如果是儲能系統測試,用到的電網模擬裝置。儲能系統測試按照標準開展,應該在并網10-35千伏進行相應的測試,以10千伏居多。
這是我們提供的電網模擬裝置,如果在風電方向,這是電網的特制裝置。這個裝置是低電壓穿越裝置和高電壓穿越裝置。目前低電壓方面的測試在風電方向開展得比較多,光伏不像風電,能源局會明確出文要求。存在的問題是并網的電站、大型電站并網的越來越多,想并網發電,應該得到電網公司調度部門的批準。不能說你并網沒問題,我就允許你并網發電,我給你相應的費用。你必須證明電站性能沒問題,大型電站檢測、分布式電站的檢測和儲能系統的檢測。
高電壓穿越,單項接地或者大容量無功裝置讓電壓升高,產生高電壓的問題。這是目前光伏電站的企業標準,當電壓到120-130時,需要電站可以電池500毫秒。110-120的時候,也要堅持相應的時間。
高電壓穿越裝置,分布式光伏用電網模擬裝置模擬,儲能系統做低穿越裝置,功率等級會比較高,需要10千伏大容量的低穿越裝置。我們給很多單位做過低電壓和高電壓穿越裝置。
防孤島實驗用RLC負載,精度達到1瓦或者1VA。這是我們曾經為北京電力公司、中國電科院提供的RLC負載。儲能應用比較多的場合是電動汽車儲能,我們公司除了在新能源風電、光伏、儲能、微電網這方面做工作,重點方向是電動汽車領域,我們做了很多工作。現在做儲能逆變器和光伏逆變器的企業開展了充電樁方面的業務,在此跟大家介紹我們開展的工作。
現在充電設施的測試有三種形式:
第一,通過移動檢測車進行現場檢測;
第二,實驗室檢測;
第三,通過便攜式測試設備進行現場驗收檢測。
檢測的意義是看充電樁能否滿足國家標準,檢測車、樁兼容性、提高用戶體驗,保護用戶安全。我們和中國電科院簽署獨家戰略協議,聯合推出互聯網云平臺充電樁檢測系統,采用云技術和大數據技術,國內首創。檢測機構允許的情況下,可以把數據傳輸到后臺,我們可以協助檢測機構搭建云平臺,將其檢測數據進行相應的匯總。目前公司在這一塊開發了云平臺檢測,電動汽車目前是國家特別支持的行業發展比較迅速。后期分布式光伏和儲能系統上來的情況下,也可以搭建相應的云平臺積累大數據。
移動檢測車可以進行現場檢測、應急維護,實驗室檢驗可以完成實驗、終場測試。便攜式檢測系統是有便攜測試儀,可以現場驗收和運維。
目前的需求,由于電動汽車保有量180多萬輛,充電樁保有量也有100多萬個,大多數是私人樁,深圳的公共樁、專用樁不到50萬個。離國家規劃的2020年580多電動車和400萬個充電樁有一定的距離。正好有需求,我們推出了檢測服務,我們自己有相應的檢測隊伍推檢測設備,讓實驗室和相關隊伍檢測。
這是博電新力電氣股份有限公司的簡介,公司總部位于北京亦莊經濟技術開發區,屬于具有增長潛力的高新技術企業,公司追溯起步于2001年,本著“助力智能制造,服務智能電網”的經營理念,持續致力于全球能源互聯網產業的服務建設,旨在用“互聯網+”智慧能源的思維推進電氣設備傳統產業的升級換代,帶領電氣試驗及檢測產業走向高端智能化。北京博電是中國電力系統輸變電檢測設備知名供應商,為我國智能電網建設、特高壓直流輸電網建設及安全穩定運行做出了重要貢獻。我們現在是集團型公司,下屬有幾個子公司。除了注重自己的產品外,我們會積極參與國家重點會議活動,如G20峰會、亞信峰會、金鉆五國峰會、一帶一路峰會。謝謝大家!
責任編輯:繼電保護
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