2021年10月17日-20日，2021北京國際風能大會暨展覽會（CWP 2021）在北京新國展隆重召開。作為全球風電行業年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數千名國內外參會代表共同參與的風能盛會，再次登陸北京。

　　

　　本屆大會以“碳中和——風電發展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發言、高峰對話、創新劇場以及關于“國際成熟風電市場發展動態及投資機會”“國際新興風電市場發展動態及投資機會”“風電設備智能運維論壇”“碳達峰碳中和加速能源轉型”等不同主題的15個分論壇。能見App全程直播本次大會。

　　

　　在19日上午召開的風電機組技術創新論壇上，陽光電源股份有限公司風儲產品線總監梁信信發表了《風電儲能變流器關鍵技術與應用探討》的主題發言。

　　

　　梁信信：各位專家和觀眾好，我來自陽光電源。今天匯報內容主要三個部分，第一是講一下這個大背景，因為不管是新能源、風電，還是光伏都是息息相關。

　　

　　從數據來看，3060目標來看，風電和光伏的發電量其實是一個最直接的變化，但其他可能需要關注的是這個特性，講到特性，我們大家可能更多的是討論機組更多大功率化，但其實機組并網更多的是風電變流器來承擔，所以從風電量的變化，其實也想到質的變化，風電接觸電網的時候，一方面提高發電穩定性，另一方面是我們能夠承擔起，提高入網友好性、穩定性。從圖中簡單看一下，我們現在隨著大功率風電機組，關注的不光是高電壓穿越，比如電網振蕩問題，我們也考慮變流器接下來怎么做，怎么能夠把變流器功能融入到3060這樣友好性定位中。  

　　

　　講到新能源不免就講到儲能，從去年開始中國20多個省份就提能新能源要加儲能，加集中式的儲能，作用更多的是和電網和電源側連接，提供一些意思調頻包括調風這些功能定位。做便利器也在思考一個問題，現在從鄉村振興這些政策，包括這些場景來說，是不是也有很多這種離散、分散式這樣一些儲能定位，怎么把分散式儲能和集中式儲能定位（0334）把它結合起來，我主要和大家交流一下想法。    

　　

　　講一下儲能變流器儲能性這個情況，以這個風電機組為例，風電變流器（0417）本身發的電頻率都是不一定的，接到這樣的變流器裝置，通過把這個變成穩定的電，從2010年之后就國產化了，因為2010年之前，更多看到的是ABB或者是西門子這些國外變流器，我們變流器的控制，僅僅是依托與器件的發展，現在主流控制算法包括總量控制70年代已經發展成熟，但是因為變流器要實現這種電力電子化快速化控制息息相關，通過這種硬件拓普這樣一個載體，結合算法來實現這種并網控制功能。   

　　

　　這個圖是圖傳統變流器工程策略，通過這個有功和無功電流的解耦，實現三項電流的控制，因為不直接控制三項電網并流，是通過把三項電流解耦到有功和無功這兩個有實際的這樣物理意義，來實現機組下發給我們的控制策略，其實就是傳統變流器控制策略，至于剛才講的一些低穿、高穿其實這些輔助工程算法也是通過其他的一些實現的。我們傳統的電能傳輸架構就是變流器把發電機發出來的交流電，通過福祉和頻率調制，送到電網當中去，把兩端口，兩個交流側端口變流器并網的架構，在16端口又通過設計增加了直流變換器的功能，使得傳統變流器具備儲能變流器的功能，除了能夠完成發電機組并網發電的功能外，還能夠直接連接儲能電池、儲能介質，實現儲能這個功能。   

　　

　　具體看下這個拓普，我們傳統ACDC，AC風電變流器上，增加了DCAC接口，使得能夠實現與電池介質電流交換。簡單來說就是電池的充電和放電，但這個充電放電可以結合我們具體應用場景。這是我們設計考慮三個方面：第一，一體化設計，一體化就是一個集成設計，本身加一個DCAC組成新的概念，其實不這樣，現在是平價時代了，雖說把變流器增加了新單元，但還是想降本提效，把DCD單元集成到整體變速器里面，共用同樣軟件控制平臺、整個模塊化結構，使它能夠在增加最少制裁成本的情況下，具備風電變流器功能定位，同時具備定位之后，我們也考慮高安全儲能系統，它本身也集成BM（0915）通過一些直流回路熔絲的設計，智能溫度化的檢測，因為它是直流，和我們交流還是有本質區別，直流它不像交流有過流點，這個方面我們也考慮了，對于接線松動，接觸電阻的檢測，我們都集成到變流器的里面。

　　

　　第二，在集成硬件結構之后，把功能定位慣量和一次調頻通過增加儲能介質，做成風電機組的標配，就是現在機組做慣量或者是做一次調頻，可能是通過犧牲最大功率點來做的，預留這個備用功率，但如果實際上這種在風電場運行肯定這種方式可能是不太可能的，大家可能知道，因為犧牲發電量來預留這個功能肯定是不太現實的，所以說通過這樣一個變流器，通過這個儲能介質把慣量和調頻作為一個標配，另外我們通過直流側這樣加儲能之后，通過這種風電變流器（1049）這個之后，有了這樣DCAC這樣通道，在儲能變流器上實現的這些離網運行、VSG功能，VF運行模式都變成了風能變流器上一個標配，其實通過這樣的一個設計，使風電變流器完全具備儲能變流器應用場景和功能模式。

　　

　　第三，直流側增加，在一些高電壓和低電壓載電控制上通過儲能的加入提升變流器的穩定性，運行在設計方面的一個考慮。

　　

　　下面我想分享一下，不是簡單的集成設計，相當于對風電變流器穩定性，因為風電變流器直接并網，對并網的穩定性增加單元，對并網有好處，沒有壞處，到底是什么樣的？我們做了一個仿真、一個建模分析，這個建模和我們傳統的電流電子建模有點區塊，因為這個建模不太好做，從直流母線，把變速器直流側來輸入端，從直流側來建模，直流側和發電機連接然后把并網側DC和AC并網側，把儲能等效成一個電壓源，我們做了一個假設等效，然后假設等效可以看到中間直流母線端口看到一個單端口模型，通過這個模型，對他進行分析，主要進行分母進行穩定分析，只有分母出現了無窮大，出現了0，才會有這種存在，我們通過這個曲線存在，發現增加這個儲能之后，在儲能和充電和放電的時候，對我們穩定有非常有意思的現象，在充電和放電的時候這樣影響是不一樣，什么意思呢？在充電的時候和放電的時候作用是相反的，離負1和0的距離一個是隨著儲能增大，一個是遠離它，一個是靠近它，代表是它更穩定有可能是不穩定，所以從分析說，配的儲能功率它不是越大越好，從母線這個實現和仿真來看，可能5%和10%功率最合適，這也是給大家分享這一點。

　　

　　儲能變流器的控制模式，一是增加它這個直流側的控制，變流器控制主要是對交流側控制，平常穩定直流側的控制，但除了變流器直流電壓外環相當于提高直流側，同時提高風電，提高應用之外，之后才能夠和電池進行充放電，去參與慣量和調頻這些場景。我們做實驗仿真這些數據，對直流電壓的一個條件的控制，從左邊這個圖是地穿高穿連鎖，對比了傳統的風電變流器對比，就是從第二個圖電網出現不對稱的時候，對直流側通過直流側加強性的控制，加強了DCAC對它穩態和載態，有非常顯著變化，大概加了10%的儲能，這個動態和載態的變化有明顯區別。

　　

　　講到儲能和輔助調頻，慣量就是對頻率變化率的支撐，調頻是頻率偏差的支撐，如果增加了儲能介質，從（1645）使得儲能風電變流器實施機組預留這個能量，完全可以通過儲能來提供，以前風電機組慣量因為它釋放動能，存在響應了慣量功率之后，功率二次電路，存在一些問題。但通過增加直流端口增加了儲能之后，慣量和調頻成了一個標配，其實都不存在這些問題。就是說風電做好風電電網發電的時候，儲能做好儲能的事情，通過更少的配置，來使配電機組友好型的功能，

　　

　　最后總結，現在這些場景其實還需要不斷努力。希望風電的同仁一起來共勉，我們是心存高遠，但是還要腳踏實地繼續加油干，好，謝謝大家。

　　

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