近年来,随着低碳时代的来临,以光伏、风力发电为代表的新能源产业迅速崛起,但也带来不小的挑战。上海电动工具研究所董事长于建刚说,新能源发电具有分散性、波动性、间歇性等特点。新能源分布式供电对电网的稳定性、安全性、高效性要求极高,如果电网稳定性达不到,一旦接入电网便会对电网的安全稳定带来隐患。
特别是在我国的“三北”地区,风电等新能源丰富但用电需求却不足,难以就地消纳,加之并网难题,很多电只能白白丢弃。有些地区弃电率一度达到30%以上,不少光伏电厂建好后就真的只能“晒太阳”,这为新能源产业的发展蒙上一层阴影。
如何破解这一难题?储能技术特别是电化学储能技术的快速发展,为解决新能源不稳定供电造成的危害提供了可靠路径。于建刚说,储能系统通过受控充放电可平抑新能源造成的电网波动,其有效性逐渐受到专家学者及大众的认可。随着新能源建设规模的日益扩大,对于大规模电化学储能系统的需求迫在眉睫。
但是,大规模储能系统如何快速响应、同步平抑不可预知的新能源电力波动?业界需要突破多项关键技术瓶颈,承担电力转换的大功率双向储能逆变器就是其中之一。
目前市场上实际运行的双向储能逆变器单台功率多为十千瓦级、百千瓦级。究其原因,随着功率增加,内部功率模组数量同比增长,模组之间谐振、环流等不稳定因素呈几何级增长,给整体系统的稳定性、一致性、安全性带来巨大考验。
国家863计划早在2014年设立了专门的研究方向——光伏微电网关键技术研究和核心设备研制。这个国家顶级项目的技术目标是“研制500千瓦级光伏-储能充电控制器和适用于微网系统的500千瓦级自同步电压源逆变器,实现3台以上并联运行”,关键技术聚焦在“大容量500千瓦”“自同步电压源逆变器”“多机并联实现3台以上并联运行”。
上海仪电全球首台单机十兆瓦双向储能逆变器,不仅将国家技术目标从单机百千瓦级提升到万千瓦级,并可多机并联运行。业内专家表示,十兆瓦双向储能逆变器实现了“类虚拟同步机”运行特性的自同步电压源功能,有助于解决新能源电力平滑接入电网、平稳供电运行的难题,其创新的并接技术实现多机电压源并联运行,为大规模储能系统提供了可靠技术保障。
十兆瓦双向储能逆变器将极大助推电化学储能的大规模应用,使替代抽水蓄能成为可能,其模块化和灵活的柔性组合,成为战略性电源的重要选项之一,是建设未来柔性灵活、安全可控大规模储能系统的核心利器,也是建设未来广泛互联、友好互动的智能电网的重要支撑。
据透露,目前上海仪电方面正在与甘肃进行储能电站项目建设洽谈,拟在甘肃投建百兆瓦级储能电站,着力解决“弃电”问题。随着未来百兆瓦级储能电站的运行,其将实现毫秒级灵活响应,服从调度,受控移峰调频,吸纳新能源余电,平抑电力波动,助力构建新一代智能、可控、灵活的智慧电网。