上能電氣股份有限公司高級專家錢大猷出席了首屆全國發(fā)電側儲能技術及應用高層研討會，并發(fā)表了題為《電網穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)情況下儲能PCS動作行為探討》的報告，以下為報告全文：
錢大猷：這次會議有兩個題目，一個是電網接入，一個是標準規(guī)范，我就這兩個題目談一下我的看法。
一、電網穩(wěn)態(tài)暫態(tài)時儲能PCS動作行為探討
隨著全球氣候條件惡化加劇，靠化石能源維持能源消費已經不現實了，可再生能源必定逐漸滲透甚至完全替代化石能源?？稍偕茉创蠖嗍峭ㄟ^電力電子裝置將風光轉換成電能，傳統(tǒng)電網中的功率和電壓的波動大多是由負荷的波動而帶來的，風光能源中功率和電壓的波動卻大多是由于風光能源自身的波動帶來的。電網穩(wěn)態(tài)的時候，PCS高效率快速精確的調節(jié)，可以達到遠較傳統(tǒng)電源優(yōu)異的調頻調壓性能。由于同步發(fā)電機和同步調相機都是通過機電過程來達到調整的目的，所以時間很長，少則幾秒多則幾十秒，而儲能系統(tǒng)調整頻率合電壓，是利用儲能PCS電力電子硬件的微秒級的反應來控制，這樣就可以高效率、高快速性高精確性的達到調頻和調壓的目的。
由于風光功率的波動，這一優(yōu)點已經得到了電網單位的歡迎，這可以從最近各地供電局紛紛安裝調峰電站看出，比如鎮(zhèn)江101兆瓦的儲能調峰電站。我們上能電氣在拉功率電力電子技術方面有很多年的技術沉淀，因此抓住這個機遇，研制了從50KW到3.125兆瓦的各種儲能調峰PCS?？稍偕茉赐请娫磦葞淼墓β氏陆岛碗妷合陆担晕覀兡芘袆e這個損失是有功損失還是無功損失，來維持電壓的穩(wěn)定。電網除了電壓穩(wěn)定要求外，還有頻率穩(wěn)定的要求，以往調頻都是由同步發(fā)電機完成的，而儲能的調頻PCS可以達到毫秒級的調頻速度。這個可以看出調頻的簡單原理，當電壓從V1調到V2的時候，我們無功用機組也可以調用出來。
二、電網暫態(tài)過程中儲能PCS動作行為分析
傳統(tǒng)電網的電源以同步發(fā)電機為主，同步發(fā)電機由于是電壓源，內阻很小，在外部短路故障的暫態(tài)過程中內阻幾乎為零，因此產生的短路電流達到5—25倍額定電流。為了防止這么巨大的短路電流損害電網，專門發(fā)明了繼電保護，它以三段式保護的方式，保護本線路和下一階段線路。風光儲新型電網是電力電子裝置組成的電網，它將風光能量和化學能轉換成電能。
由于同步發(fā)電機和電力電子風光儲能源具有這么大的差別，因此國家制定了一系列的安全規(guī)范和技術標準來保證電力電子電源能夠在傳統(tǒng)電網中安全可靠的運行。并且根據電力電子電源的滲透性逐步擴大和傳統(tǒng)電網自身的發(fā)展，還會不斷的研究和更新更全面更準確的安全規(guī)范和技術標準。電網轉態(tài)的時候低電壓穿越，技術標準就國標里面規(guī)定的母線電壓為零時還要保持150號秒，這個我覺得是可以值得商榷的，因為母線電壓為零就意味著逆變器出口發(fā)生了三項完全性的金屬性短路，在這種情況下，電能是完全送不出去的，也支持不了上一級母線電壓。
在電網暫態(tài)，低電壓穿越時轉發(fā)無功的問題。在技術標準中規(guī)定，在電網暫態(tài)低穿發(fā)生時要在30毫秒內立即轉發(fā)無功，抬高母線電壓，我們知道這是為了讓系統(tǒng)中同步發(fā)電機在故障切除后能夠迅速恢復正常頻率發(fā)電，避免發(fā)生次同步振蕩，我們上能電氣的產品也完全能做到這一點。但是，這里有個問題可能會被忽略，即人為的抬高了母線電壓，會造成系統(tǒng)繼電保護中的主保護距離保護的阻抗測量誤差，增加了測量阻抗，造成距離保護拒動，因此，建議退出距離保護，采用光線電流縱差保護作為主保護。
三、傳統(tǒng)繼電保護在風光儲電力電子電源中的作用
正如前面所說，傳統(tǒng)電網的電源是同步發(fā)電機，它是電壓源，內阻很小，在外部線路短路時的暫態(tài)過程中，它的電抗可能消失，僅剩下電阻，因此短路電流會達到5—25倍的額定電流，傳統(tǒng)電網為了防止這么大的短路電流損害電網和元件，專門發(fā)明了繼電保護，以三段保護的方式，來保護本線路和下一段線路。而風光儲電源它是電流源，內組很大，它輸出最大的電流僅僅是額定電流的1.2倍，這么小的電流使得傳統(tǒng)繼電保護根本無法整定，也根本無法動作。
以上是我們工作實踐中的一點疑惑，希望能夠拋磚引玉，引起同行們的討論，尤其是想得到電網專家的指點。
我們上能公司位于無錫，2017年上能逆變器出貨量超過4GW，2014年上能收購世界500強艾默生網絡能源光伏業(yè)務，擁有全系列光伏逆變器、儲能變流器、有源濾波器等相關產品及解決方案。研發(fā)中心在深圳，研發(fā)團隊有20年的電力電子開發(fā)經驗，以博士碩士為準，取得了多項科技成果。這是我們的產品系列，從集散式、集中式、組串式的逆變方案，覆蓋各類應用長頸的解決方案。我們的產品應用在全國各地，高海拔各種惡劣環(huán)境下，50千的模塊分布式的儲能專用，我們做到3.125兆瓦，預裝通過集裝箱來完成。
錢大猷：這次會議有兩個題目，一個是電網接入，一個是標準規(guī)范，我就這兩個題目談一下我的看法。
一、電網穩(wěn)態(tài)暫態(tài)時儲能PCS動作行為探討
隨著全球氣候條件惡化加劇，靠化石能源維持能源消費已經不現實了，可再生能源必定逐漸滲透甚至完全替代化石能源?？稍偕茉创蠖嗍峭ㄟ^電力電子裝置將風光轉換成電能，傳統(tǒng)電網中的功率和電壓的波動大多是由負荷的波動而帶來的，風光能源中功率和電壓的波動卻大多是由于風光能源自身的波動帶來的。電網穩(wěn)態(tài)的時候，PCS高效率快速精確的調節(jié)，可以達到遠較傳統(tǒng)電源優(yōu)異的調頻調壓性能。由于同步發(fā)電機和同步調相機都是通過機電過程來達到調整的目的，所以時間很長，少則幾秒多則幾十秒，而儲能系統(tǒng)調整頻率合電壓，是利用儲能PCS電力電子硬件的微秒級的反應來控制，這樣就可以高效率、高快速性高精確性的達到調頻和調壓的目的。
由于風光功率的波動，這一優(yōu)點已經得到了電網單位的歡迎，這可以從最近各地供電局紛紛安裝調峰電站看出，比如鎮(zhèn)江101兆瓦的儲能調峰電站。我們上能電氣在拉功率電力電子技術方面有很多年的技術沉淀，因此抓住這個機遇，研制了從50KW到3.125兆瓦的各種儲能調峰PCS?？稍偕茉赐请娫磦葞淼墓β氏陆岛碗妷合陆担晕覀兡芘袆e這個損失是有功損失還是無功損失，來維持電壓的穩(wěn)定。電網除了電壓穩(wěn)定要求外，還有頻率穩(wěn)定的要求，以往調頻都是由同步發(fā)電機完成的，而儲能的調頻PCS可以達到毫秒級的調頻速度。這個可以看出調頻的簡單原理，當電壓從V1調到V2的時候，我們無功用機組也可以調用出來。
二、電網暫態(tài)過程中儲能PCS動作行為分析
傳統(tǒng)電網的電源以同步發(fā)電機為主，同步發(fā)電機由于是電壓源，內阻很小，在外部短路故障的暫態(tài)過程中內阻幾乎為零，因此產生的短路電流達到5—25倍額定電流。為了防止這么巨大的短路電流損害電網，專門發(fā)明了繼電保護，它以三段式保護的方式，保護本線路和下一階段線路。風光儲新型電網是電力電子裝置組成的電網，它將風光能量和化學能轉換成電能。
由于同步發(fā)電機和電力電子風光儲能源具有這么大的差別，因此國家制定了一系列的安全規(guī)范和技術標準來保證電力電子電源能夠在傳統(tǒng)電網中安全可靠的運行。并且根據電力電子電源的滲透性逐步擴大和傳統(tǒng)電網自身的發(fā)展，還會不斷的研究和更新更全面更準確的安全規(guī)范和技術標準。電網轉態(tài)的時候低電壓穿越，技術標準就國標里面規(guī)定的母線電壓為零時還要保持150號秒，這個我覺得是可以值得商榷的，因為母線電壓為零就意味著逆變器出口發(fā)生了三項完全性的金屬性短路，在這種情況下，電能是完全送不出去的，也支持不了上一級母線電壓。
在電網暫態(tài)，低電壓穿越時轉發(fā)無功的問題。在技術標準中規(guī)定，在電網暫態(tài)低穿發(fā)生時要在30毫秒內立即轉發(fā)無功，抬高母線電壓，我們知道這是為了讓系統(tǒng)中同步發(fā)電機在故障切除后能夠迅速恢復正常頻率發(fā)電，避免發(fā)生次同步振蕩，我們上能電氣的產品也完全能做到這一點。但是，這里有個問題可能會被忽略，即人為的抬高了母線電壓，會造成系統(tǒng)繼電保護中的主保護距離保護的阻抗測量誤差，增加了測量阻抗，造成距離保護拒動，因此，建議退出距離保護，采用光線電流縱差保護作為主保護。
三、傳統(tǒng)繼電保護在風光儲電力電子電源中的作用
正如前面所說，傳統(tǒng)電網的電源是同步發(fā)電機，它是電壓源，內阻很小，在外部線路短路時的暫態(tài)過程中，它的電抗可能消失，僅剩下電阻，因此短路電流會達到5—25倍的額定電流，傳統(tǒng)電網為了防止這么大的短路電流損害電網和元件，專門發(fā)明了繼電保護，以三段保護的方式，來保護本線路和下一段線路。而風光儲電源它是電流源，內組很大，它輸出最大的電流僅僅是額定電流的1.2倍，這么小的電流使得傳統(tǒng)繼電保護根本無法整定，也根本無法動作。
以上是我們工作實踐中的一點疑惑，希望能夠拋磚引玉，引起同行們的討論，尤其是想得到電網專家的指點。
我們上能公司位于無錫，2017年上能逆變器出貨量超過4GW，2014年上能收購世界500強艾默生網絡能源光伏業(yè)務，擁有全系列光伏逆變器、儲能變流器、有源濾波器等相關產品及解決方案。研發(fā)中心在深圳，研發(fā)團隊有20年的電力電子開發(fā)經驗，以博士碩士為準，取得了多項科技成果。這是我們的產品系列，從集散式、集中式、組串式的逆變方案，覆蓋各類應用長頸的解決方案。我們的產品應用在全國各地，高海拔各種惡劣環(huán)境下，50千的模塊分布式的儲能專用，我們做到3.125兆瓦，預裝通過集裝箱來完成。