電力重要組成之儲(chǔ)能逆變器在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中的作用

儲(chǔ)能系統(tǒng)已被視為電力生產(chǎn)過程中“采-發(fā)-輸-配-用-儲(chǔ)”六大環(huán)節(jié)中的一個(gè)重要組成部分。系統(tǒng)中引入儲(chǔ)能環(huán)節(jié)后，可以有效地進(jìn)行需求側(cè)管理，削峰平谷，平滑負(fù)荷，可以更有效的利用電力設(shè)備，降低供電成本，還可以促進(jìn)可再生能源的應(yīng)用，同時(shí)也是提高電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、調(diào)整頻率的一種手段。所以，采用儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)智能電網(wǎng)的建設(shè)具有重大的戰(zhàn)略意義。

儲(chǔ)能逆變器是電網(wǎng)與儲(chǔ)能裝置之間的接口，能夠應(yīng)用在不同的場(chǎng)合（并網(wǎng)系統(tǒng)、孤島系統(tǒng)和混合系統(tǒng)），具有一系列的特殊功能的逆變器。引入儲(chǔ)能逆變器的智能電網(wǎng)系統(tǒng)如下圖所示。

儲(chǔ)能逆變器是一類適合智能電網(wǎng)建設(shè)，應(yīng)用在儲(chǔ)能環(huán)節(jié)，以雙向逆變?yōu)榛咎攸c(diǎn)，具有一系列特殊性能、功能的并網(wǎng)逆變器。智能電網(wǎng)中的儲(chǔ)能環(huán)節(jié)能有效調(diào)控電力資源，能很好地平衡晝夜及不同季節(jié)的用電差異，調(diào)劑余缺，保障電網(wǎng)安全。是可再生能源應(yīng)用的重要前提和實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)互動(dòng)化管理的有效手段。沒有儲(chǔ)能，智能電網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)是不可能的。儲(chǔ)能逆變器適用于各種需要?jiǎng)討B(tài)儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)合，就是在電能富余時(shí)將電能存儲(chǔ)，電能不足時(shí)將存儲(chǔ)的電能逆變后向電網(wǎng)輸出；在微網(wǎng)中起到應(yīng)急獨(dú)立逆變作用。

儲(chǔ)能逆變器工作模式：儲(chǔ)能逆變器運(yùn)行模式可分為并網(wǎng)模式、孤島系統(tǒng)模式和混合系統(tǒng)模式。

并網(wǎng)模式

并網(wǎng)模式中，BESS連接在一個(gè)大容量公用電網(wǎng)中，大容量是指該電網(wǎng)的總?cè)萘恐辽俦菳ESS容量大10倍以上。并網(wǎng)模式的主要特征是BESS必須與存在的電網(wǎng)頻率同步。要做到與電網(wǎng)同步，BESS相對(duì)于電網(wǎng)來說作為一個(gè)電流源。有些情況下，BESS必須能通過無功控制為電網(wǎng)提供電壓支持。

該模式常用于負(fù)載整形、濾波、調(diào)峰和調(diào)節(jié)電能質(zhì)量。孤島系統(tǒng)模式孤島系統(tǒng)模式是BESS與一個(gè)或多個(gè)發(fā)電系統(tǒng)并聯(lián)形成一個(gè)局部的“微網(wǎng)”。孤島系統(tǒng)的主要特征是局部電網(wǎng)與大電網(wǎng)脫離，BESS的額定功率與局部電網(wǎng)產(chǎn)生的總功率大致相等。在這個(gè)系統(tǒng)中，BESS必須可以充當(dāng)網(wǎng)路電源，給“微網(wǎng)”提供電壓和頻率控制。

孤島系統(tǒng)的特征是BESS與局部電網(wǎng)相連，這些情形可能存在于偏遠(yuǎn)山區(qū)或小島嶼。常見應(yīng)用包括平滑由可變電源和/或可變負(fù)載引起的功率波動(dòng)，穩(wěn)定電網(wǎng)，優(yōu)化燃料的使用和調(diào)節(jié)電能質(zhì)量。

混合系統(tǒng)模式

混合系統(tǒng)模式必須能夠在并網(wǎng)系統(tǒng)和孤島系統(tǒng)之間進(jìn)行切換。混合系統(tǒng)的主要特征是BESS與小的局部網(wǎng)相連，該電網(wǎng)輪流與公共大電網(wǎng)連接。正常工作狀態(tài)下BESS與大電網(wǎng)并聯(lián)作為并網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行。如果電網(wǎng)掉電，局部電網(wǎng)與大電網(wǎng)脫離，BESS工作在孤島系統(tǒng)控制局部電網(wǎng)。常見應(yīng)用包括濾波，穩(wěn)定電網(wǎng)，調(diào)節(jié)電能質(zhì)量和創(chuàng)造自愈網(wǎng)。

儲(chǔ)能逆變器的主要功能和性能指標(biāo)

1、功率平抑主動(dòng)控制方式，適于間歇式能源輸出功率短時(shí)波動(dòng)平抑；

2、功率平抑被動(dòng)控制方式，接受電網(wǎng)調(diào)度系統(tǒng)控制，參與電網(wǎng)的削峰填谷；

3、充放電一體化設(shè)計(jì)，可根據(jù)儲(chǔ)能元件的特性選擇充放電策略（如恒流充放電、恒功率充放電、自動(dòng)充放電等）。

4、并網(wǎng)運(yùn)行，無功自動(dòng)或調(diào)度補(bǔ)償功能，低電壓穿越功能。

5、離網(wǎng)運(yùn)行：獨(dú)立供電，電壓和頻率可調(diào)；多機(jī)并聯(lián)組合供電，多機(jī)間功率可自動(dòng)分配。

6、具備以太網(wǎng)、CAN和RS485接口，提供開放式的通訊規(guī)約，便于BMS（電池管理系統(tǒng)）和監(jiān)控系統(tǒng)間的信息交互。

7、完備的保護(hù)功能，在各種故障情況下能保護(hù)變流器及儲(chǔ)能元件的安全。

儲(chǔ)能逆變器的主要功能和作用是實(shí)現(xiàn)交流電網(wǎng)電能與儲(chǔ)能電池電能之間的能量雙向傳遞，也是一種雙向變流器，可以適配多種直流儲(chǔ)能單元，如超級(jí)電容器組、蓄電池組、飛輪電池等，其不僅可以快速有效地實(shí)現(xiàn)平抑分布式發(fā)電系統(tǒng)隨機(jī)電能或潮流的波動(dòng)，提高電網(wǎng)對(duì)大規(guī)模可再生能源發(fā)電（風(fēng)能、光伏）的接納能力，且可以接受調(diào)度指令，吸納或補(bǔ)充電網(wǎng)的峰谷電能，及提供無功功率，以提高電網(wǎng)的供電質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。在電網(wǎng)故障或停電時(shí)，其還具備獨(dú)立組網(wǎng)供電功能，以提高負(fù)載的供電安全性。