新能源并网规模越来越大,但风电、光伏“靠天吃饭”的特性,给电网带来新挑战——阳光足时电用不完,阴天或夜晚又可能缺电。储能技术就像是电网的“充电宝”,在电多时存起来、电少时放出去,让电网运行更平稳。南瑞集团是江苏乃至全国电网储能技术的核心力量,在构网型储能、4S储能系统等领域拥有自主核心技术,电网储能的智慧,就藏在精准的调控逻辑和可靠的装备技术里。
国家电网南瑞集团
储能系统“三件套”:电池、变流器与控制系统
一套完整的电网储能系统,主要由三大核心部分组成:电池舱、变流器和控制系统。这三者配合,才能实现电能的“存”与“放”。
电池舱是储能的“仓库”。电能以化学能的形式储存在电池中。目前电网储能主流路线是磷酸铁锂电池,安全性高、循环寿命长。南瑞集团推出的主动安全储能舱,从电芯到舱体构建全链条安全防护,确保系统长期可靠运行。
变流器是储能的“水龙头”。电池里存的是直流电,电网用的是交流电。变流器负责把直流电变成交流电送出去,或把交流电变成直流电存进来。南瑞自主研发的构网型变流器,具备自主构建电压和频率的能力——传统变流器只能“跟随”电网(跟网型),而构网型变流器能自己“撑起”一个电网,尤其在偏远地区或弱电网环境下优势明显。
控制系统是储能的“大脑”。什么时候充电、什么时候放电、充多少放多少,都由控制系统决定。南瑞打造的4S储能系统,以System系统规划、Smart智慧调控、Safety全链安全、Savvy价值最优为核心理念,形成完整技术体系:依托仿真平台完成储能精准规划配置;依靠智慧能量管理系统实现和电力系统协同适配;搭配主动安全储能舱、构网型变流器等硬件装备,软硬件一体筑牢技术底座。
储能系统连接变流器并网控制
削峰填谷与稳定支撑:储能的“两大本领”
储能对电网的核心价值,可以概括为“削峰填谷”和“稳定支撑”两大功能。
削峰填谷,就是把“多出来的电”留给“缺电的时候”。光伏在中午发电最猛,但此时用电需求不一定最大;傍晚用电高峰来临时,光伏又发不出电。储能系统可以在中午把多出来的电存起来,傍晚再放出去。
在江苏东台市某配电变压器台区,光伏渗透率达到106%,白天光伏反送导致电压越限,夜间居民用电又让三相严重失衡。南瑞继保为这个台区装设了125kW/261kWh 储能系统,投运后变压器负载率全时段控制在70%以内,夜间三相不平衡度从超过25%降至5%以内,电压合格率达到100%。
在云南临沧,国电南瑞总包建设的200MW/400MWh 集中式独立储能电站已投运,承担移峰填谷、顶峰放电作用,为20万千瓦新能源项目提供容量租赁服务,是稳定电网运行的“调节器”;构网型储能技术还可以模拟同步发电机,提供虚拟惯量支撑,维持电网频率稳定。构网型储能技术就是让储能设备“模拟”传统发电机,主动支撑电压和频率。
在江苏金湖县10kV沟南/吴桥线,分布式光伏用户达356户,最大倒送负载率高达88.25%。南瑞配电公司安装了1MW/2MWh构网型储能设备,投运当天即离网稳定运行5小时,完成省内首次长时间10kV构网型储能双机组并列运行试验。并网模式下每日可消纳光伏约1000千瓦时;当上级电源故障时,可实现毫秒级并离网切换,保障用户正常用电。
分布式储能
南瑞继保的构网型储能系统在内蒙古额济纳旗经受了实战检验。当地全域仅依靠一条线路和主网相连,在一次联络线突发跳闸故障时,构网储能无延时自然响应,安稳系统快速识别孤网状态、无缝切换离网模式,实现100%新能源独立稳定供电57分钟,保障重要负荷不间断供电。这里也是国内首例广域大网架极高比例新能源中长期离网试验的落地地点。
“一储多能”:从台区治理到智慧调度
储能的应用场景正从单一电站走向系统协同。南瑞的“一储多能” 理念,是让储能同时承担调峰、调压、调频、三相平衡等多种任务。
在宁夏闽宁“绿电小镇”,国电南瑞研发的绿电协控系统接入100MW/200MWh储能电站等关键资源,将分散的新能源、储能、负荷数据统一接入、集中分析、协同控制。系统依托气象和历史数据进行功率预测,滚动生成日前计划和日内优化策略,自动调节储能充放电。投运以来,系统绿电效率超过95%,实现了从经验判断向数据支撑的转变。
在甘肃酒泉330千伏海储金阔储能电站,50个5MW/20MWh储能单元通过10回集电线路汇集,南瑞变电公司提供了国产化保护装置和PMU实时在线检测技术。PMU如同电网的“精密听诊器”,依靠统一授时同步采集各地电压、电流、相角信息,输出高精度同步相量数据,为调度中心提供毫秒级全网动态感知能力,支撑电网稳定预判与预防性调控。
文/沈宇晨 图/视觉中国
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