儲能逆變器在智能電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

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

儲能逆變器是電網(wǎng)與儲能裝置之間的接口，能夠應(yīng)用在不同的場合(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。引入儲能逆變器的智能電網(wǎng)系統(tǒng)如下圖所示。

儲能逆變器是一類適合智能電網(wǎng)建設(shè)，應(yīng)用在儲能環(huán)節(jié)，以雙向逆變?yōu)榛咎攸c，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)用的重要前提和實現(xiàn)電網(wǎng)互動化管理的有效手段。沒有儲能，智能電網(wǎng)的實現(xiàn)是不可能的。儲能逆變器適用于各種需要動態(tài)儲能的應(yīng)用場合，就是在電能富余時將電能存儲，電能不足時將存儲的電能逆變后向電網(wǎng)輸出;在微網(wǎng)中起到應(yīng)急獨立逆變作用。

儲能逆變器工作模式：儲能逆變器運行模式可分為并網(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相對于電網(wǎng)來說作為一個電流源。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與一個或多個發(fā)電系統(tǒng)并聯(lián)形成一個局部的“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/或可變負載引起的功率波動，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)之間進行切換?；旌舷到y(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)。

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儲能逆變器的主要功能和性能指標

1、功率平抑主動控制方式，適于間歇式能源輸出功率短時波動平抑;

2、功率平抑被動控制方式，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，可根據(jù)儲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、自動充放電等)。

4、并網(wǎng)運行，無功自動或調(diào)度補償功能，低電壓穿越功能。

5、離網(wǎng)運行：獨立供電，電壓和頻率可調(diào);多機并聯(lián)組合供電，多機間功率可自動分配。

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、完備的保護功能，在各種故障情況下能保護變流器及儲能元件的安全。

儲能逆變器的主要功能和作用是實現(xiàn)交流電網(wǎng)電能與儲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能單元，如超級電容器組、蓄電池組、飛輪電池等，其不僅可以快速有效地實現(xiàn)平抑分布式發(fā)電系統(tǒng)隨機電能或潮流的波動，提高電網(wǎng)對大規(guī)?？稍偕茉窗l(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)濟效益。在電網(wǎng)故障或停電時，其還具備獨立組網(wǎng)供電功能，以提高負載的供電安全性。