储能行业电能质量问题的应用方案

时下，行业正在大力发展，锂离子电池和铅蓄电池是该领域应用最多的两种技术，但除了电池，还有哪些问题需要关注的呢?

发展规模是解决可再生能源大规模接入、提高常规电力系统和区域供能系统效率、安全性和经济性的迫切需要，是当前各国为即将到来的工业革命进行重点布局的“前沿阵地”。

目前我国累计装机及增长情况如表1所示。

表1 我国储能累计装机及增长情况

其中，从技术分类上看，锂离子电池的装机容量所占比例最高，约74%;其次是铅蓄电池和液流电池，分别占14%和10%;从应用上看，可再生能源并网、分布式发电及微网是中国储能应用最重要的两个领域。据权威部门统计，我国储能2025年储能总装机容量24GW(24000MW)。

如图1所示，为分散式储能系统布局图。

图1 分散式储能系统布局图

目前我国储能十大示范工程中的国家风光储输示范工程、甘肃酒泉“电网友好型发电”示范、格尔木光储电站、保定英利工业园区光储微网示范工程、深圳欣旺达园区微网示范工程、福建湄洲岛储能电站示范工程、福建安溪移动式储能电站等基本均采用锂离子电池技术。

如图2所示，为格尔木发电现场。

图2 格尔木新能源发电现场

由此可见，电池，尤其是锂离子电池技术对于储能的重要性。那么，除了电池问题，是否还有其他问题值得关注?

储能发电主要分为发电侧、电网侧、用户侧，各部分作用如表2所示：

表2 储能发电的分类及主要作用

这其中，主要存在的电能质量问题主要包括无功、谐波、电压暂降等。

? 发电侧：分布式储能并网引起的电能质量问题。

? 单台接入：引起谐波注入

产生原因：储能通过电力电子接口接入配电网，电力电子转换器会给系统带来谐波污染。

危害程度：对用户电动机、用户补偿电容器、用户自动控制装置产生影响，威胁用电安全

集群接入：引起谐波谐振

产生原因：储能与多分布式电源等大功率非线性元件接入电网，多逆变器之间及其与电网之间可能会形成串联或并联谐振;

危害程度：谐振可导致系统一定范围内过电压和过电流，谐振过电压危害设备绝缘并使小容量一步电机发生反转，谐振过电流会引起PT熔件熔断甚至烧毁PT。

电网侧：电力供应所面临的电网电力不平衡、峰谷差大的局面日趋严重等会导致电压偏差、电压不平衡、电压暂升暂降等电能质量问题;

用户侧：电动汽车充电等属于非线性负荷，产生的谐波等电能质量问题。

当然，储能过程中除了电能质量问题，还存在其他许多需要测试的对象，具体测试对象及应用产品如所示。

表3 储能电站测试对象及应用产品

Q/GDW 564-2010 《储能系统接入配电网技术规定》 规定：“储能系统接入配电网后公共连接点处的电能质量，在谐波、间谐波、电压偏差、电压不平衡、直流分量等方面应满足国家相关标准的要求。

电能质量改善措施：

1. 针对储能并网产生的谐波问题，可安装滤波设备;

2. 针对储能与分布式电源形成谐波谐振的问题：

(1)安装抑制阻尼装置

(2)储能与分布式电源的阻抗参数协同设计

(3)储能接入位置的优化设计中考虑接入位置对系统等效阻抗参数的影响

如图3所示，为谐波特征的表示图。

图3 谐波特征的表示图

3. 提高电压质量

储能系统的引入可以有效抑制分布式能源的功率波动和不规则启停对于配电网供电电压质量的影响，提升网络的电压水平;

当储能系统引入馈线时，可以在电压越下限值时，发出功率，提升每个节点的电压幅值，使其更加接近 Vn，从而提高 Ivf值;同理，当电压越上限值时，可以吸收功率，降低越限点的电压，同样可以提高 Ivf 值。

如图4所示，为E2000支持告警录波，告警类型支持电压上/下越限等，如果界面中已经勾选相应时间并保存配置，事件发生即会开始录波。

图4 电压上/下越限

而关于以上所提到的电能质量问题，E2000电能质量分析仪可作为一款有力的测试分析设备，来协助用户监测分析。

E2000电能质量在线监测装置可以监测和统计电压、电流、 功率、电能、 频率、不平衡度、谐波、闪变、波动等电能参数，支持暂降录波，稳态事件记录，通过Modbus(486/TCP)或IEC103协议可以将数据接入电网后台，全面定位与分析电能质量问题。同时E2000电能质量在线装置比目前市场主流的电能在线装置更加小巧，可以灵活集成到光伏并网监测机柜中，无需额外再配套屏柜，不仅降低了项目成本，也提高了现场的空间利用率。如图5所示为E2000装置图。

图5 E2000 装置图