2014年6月23日,由國(guó)家能源局指導(dǎo),中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟(CNESA)與杜塞爾多夫展覽(上海)有限公司共同主辦的儲(chǔ)能行業(yè)第三屆年度高峰論壇——“儲(chǔ)能?chē)?guó)際峰會(huì)2014”在北京國(guó)家會(huì)議中心隆重開(kāi)幕。陽(yáng)光電源股份有限公司產(chǎn)品線(xiàn)總監(jiān)余勇先生在會(huì)上發(fā)表主題演講,以下為演講內(nèi)容。
余勇:
陽(yáng)光電源成立于1997年,主要從事太陽(yáng)能、風(fēng)能、以及儲(chǔ)能等可再生能源研發(fā)生產(chǎn)銷(xiāo)售及服務(wù)。目前我們已經(jīng)在全球安裝了8GW的光伏逆變器,包括大功率和小功率的微網(wǎng)逆變器。同時(shí)我們也是光伏逆變器國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的制訂單位。我們?nèi)笾饕獦I(yè)務(wù)是光伏發(fā)電,風(fēng)力發(fā)電和儲(chǔ)能業(yè)務(wù),同時(shí)也向客戶(hù)提供整個(gè)光伏系統(tǒng)的解決方案。
PCS作為蓄電池、交流負(fù)荷以及交流電網(wǎng)的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié),其主要模式包括:1.功率模式,作為職能部件接受系統(tǒng)的調(diào)度;2.調(diào)頻調(diào)壓模式,即按照電網(wǎng)的實(shí)際情況,決定功率的輸出;3.孤島模式,在脫離大網(wǎng)的情況下,自主主網(wǎng)或自動(dòng)同步重新并網(wǎng)。隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)功率等級(jí)不斷擴(kuò)大,以及電壓等級(jí)的不斷提高,我們將推出模塊化的PCS系統(tǒng)結(jié)構(gòu),作為下一步的發(fā)展方向。另外,我們針對(duì)多臺(tái)逆變器集中并網(wǎng)特點(diǎn),改善逆變器在分布式并網(wǎng)的介入性能。這主要基于:1. 多逆變器的變網(wǎng)過(guò)程中,容易引起電網(wǎng)系統(tǒng)的諧振;2.電壓對(duì)負(fù)荷敏感會(huì)造成全局性的系統(tǒng)諧振。隨著電力電子設(shè)備在電網(wǎng)末端的集中使用,并網(wǎng)的諧振問(wèn)題日益嚴(yán)重。通過(guò)研究我們發(fā)現(xiàn),逆變器本身的控制問(wèn)題、載波不同步、電網(wǎng)電壓的背景噪聲都會(huì)造成諧振。
我們的方案是采用電容、電壓反饋的方式,通過(guò)一階微分控制,在諧振波峰處產(chǎn)生一個(gè)環(huán)節(jié)抵消諧振。增加一階微分控制后,諧振得到明顯改善。據(jù)此我們得到如下結(jié)論:在微網(wǎng)中,由于并聯(lián)逆變器各自的控制信號(hào)、載波不同步,此時(shí)逆變器可能會(huì)發(fā)生諧振、且高、低頻都可能產(chǎn)生諧振峰。同時(shí)控制算法對(duì)微網(wǎng)逆變器的諧振影響較大,不同控制算法、不同控制參數(shù)均會(huì)導(dǎo)致不同諧振特性。由于負(fù)荷存在多樣性,導(dǎo)致電壓波形控制產(chǎn)生明顯變化,現(xiàn)有的電壓控制方法不再適用。
隨著電網(wǎng)容量不斷擴(kuò)大,PCS的并聯(lián)技術(shù)成為焦點(diǎn)。我們采用了虛擬電流的方式,即相當(dāng)于在PCS輸出端增加虛擬電流,通過(guò)調(diào)整輸出電流達(dá)到目的。由于虛擬同步發(fā)電機(jī)有很好的故障恢復(fù)能力,我們希望通過(guò)對(duì)虛擬同步技術(shù)的研究,利用電源電子裝置的一些特性,使PCS設(shè)備能實(shí)現(xiàn)虛擬同步發(fā)電機(jī)的特性。
通過(guò)推演我們發(fā)現(xiàn),在單臺(tái)或者多臺(tái)情況下,可以通過(guò)對(duì)功率的均分和下垂,實(shí)現(xiàn)自主調(diào)頻。所謂虛擬同步,是在一次調(diào)頻的基礎(chǔ)上,通過(guò)增加虛擬慣性環(huán)節(jié),達(dá)到明顯改善系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的母體。通過(guò)測(cè)試我們看到,單臺(tái)VSG并網(wǎng)實(shí)驗(yàn)中,虛擬同步發(fā)電機(jī)帶有慣量的下垂方式,對(duì)動(dòng)態(tài)負(fù)荷和沖擊性負(fù)荷的響應(yīng)非常快。我們采取上述VSG的控制方式,解決了微電網(wǎng)和大電網(wǎng)的無(wú)縫切換,并實(shí)現(xiàn)了柴油發(fā)電機(jī)組、小水電等一些小功率分布式發(fā)電電源的并聯(lián)運(yùn)行。
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