分布式电源与储能的高效集成并网技术研究——郭焕.docx

分布式电源与储能的高效集成并网技术研究

暨南大学国际能源学院

郭焕

2024年9月25日

研究背景

拓扑原理性能分析效果验证总结

公众号·电力建设

1.1研究背景—分布式电源储能集成与电网深度融合

技术背景

●分布式电源/新能源合理配置储能是实现稳定运行，减缓对电网冲击的有效解决方案

●光储的高效集成与优化运行带来降低成本、延长寿命、提高电能质量等诸多优势

电

电力建设

降低安装成本和整体运营成本

最优尺寸和放置位置、电力系统的规模优化

减轻输出功率波动、降低电压降提高电能质量

公众号·

峰值减载技术；峰值位移和最小化策略

系统安全域管理；最优控制技术，合理功率分配，减少功率错配

峰值负

荷转移、最小化

平缓对

电网扰

动冲击

延长电

池使用寿命

新能源

储能集

成

提高电能质量

减轻存储压力；控制充放电电流和电压；管理充放电状态

降低系统成本

尺寸最优设计

1.2研究背景—分布式电源储能的集成拓扑

技术背景

●通过交直流变换器和工频变压器在交流侧并

联后并网

-技术成熟，侧重交、直流间电力互济

-分散结构，不利于集成优化运行

●通过直流变压器、交直流变换器在直流侧并联后并网

-技术成熟，侧重于直流侧的电力交换

-DA/AC与LFT可采用基于HFT的SST技术代替，提高功率密度，但成本较高

-多个DC/DC可采用MPC技术，提高功率密度

-多DC/DC可引入部分功率处理(MPC-PDC)

新能源1

DCDG

新能源2

DC/DC

交流电网

CAC

DC/AC

储能系统

交流电网

交流电网

直流I母线

DCAC

DC/DC

DC/DC

储能系统

电力建设

新能源1

DC/DC

新能源2

1.3研究背景—混合变压器技术

混合变压器由美国ABB、DeepakDivan教授团队等近些年

提出，集成传统工频变压器与电力电子设备优势。

一结合不同拓扑设计，可实现电压补偿、电流补偿、潮流控制、功率因素校正、电能质量、动态增容等。

-相比于固态变压器，在成本、效率、可靠性、寿命、交流电网兼容、制造难度等方面具有优势，仅在可控性、

尺寸两方面存在劣势。特点

-工频变压器完成大部分功率传输，部分功率通过电力电子变换器；

-电力电子变换器自身不具有部分功率处理功能

-尚未对分布式电源/新能源储能及交直流灵活接入功能开展研究，无法用于新能源储能的高效集成。

(b)HDT方案结构图(CHDT方案2结构图

0HDT方来构(e)HDT方来结构

L.Zhengetal,SolidstatetransfommerandhytvidtransformerwithintegratedenergystorageinactivedistilutiongridsTecmicalandeconomic

comparison,dispatch,andcontrol公众号·电力建设

1.4研究背景—行业水平

技术背景

●光伏/储能变流器单级最高效率普遍在98%-99%;

●新能源(光伏)储能普遍采用两级级联结构，最高效率普遍在96%-98%;

●新能源储能集成优化技术尚未充分开发应用。

阳

阳光电源

特

特变电工

上

上能电气

华

华为

光伏变流装置

型号：SG225HX

效率：最大效率99%,中国效率98.5%

容量：247.5kVA

型号：KSG-225UH

效率：最大效率99%,中国效率98.5%

容量：250kW

型号：SP-320K-H

效率：最大效率99%,中国效率98.58%

容量：352kW

型号：LUNA2000-200KTL-HO

效率：最大效率99%,欧洲效率98.8%

容量：240kVA

容量：250kW

容量：250kW公从号电乃建设

储能变流装置

型号：SC1375UD(+直流变换器SD175HV)

效率：最大效率99%(*99%=98.1%)

容量：175kVA(175kW)

型号：TS208KTL-HV

效率：两级效率大于98%