荆林峰:中小型风电设备在储能系统中的应用

能见App 2023年10月19日 3690

2023年10月16日-19日,2023北京国际风能大会暨展览会(CWP2023)在北京如约召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一,这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会,再次登陆北京,聚焦中国能源革命的未来。

本届大会以“构筑全球稳定供应链 共建能源转型新未来”为主题,将历时四天,包括开幕式、主旨发言、高峰对话、创新剧场以及关于“全球风电产业布局及供应链安全”“双碳时代下的风电技术发展前景”“国际风电市场发展动态及投资机会”“风电机组可靠性论坛”等不同主题的21个分论坛。

10月17日下午,在“2023中小型风能设备行业发展交流会”论坛上,济南德明电源设备有限公司总经理荆林峰发表了题目为《中小型风电设备在储能系统中的应用》的主旨演讲。  

以下为演讲全文:

尊敬的各位领导、同仁们,大家下午好!我们公司成立20多年,一直在做中小型风电行业相关的产品,主要涉及风电、光伏发电、水利发电、氢能产品。因为在最近几年,储能系统发展特别快也特别好,包括今天展会上也有专门储能的展馆,现在基本上在探索中小风机有更多的应用场景,过去几年我们做储能系统的时候发现,发现中小型风电可以在当中有更多的应用,所以在这里我和大家聊一下。

    储能系统是将能源存储起来,必要时释放的系统。工作原理是讲能量转换成不同的物理形式,需要时重新转化能量,目前的储能技术包括电池储能、压缩空气储能、水泵储能等,并不同程度应用于不同的领域。比如家庭的储能,电动汽车、电网调峰等。

    储能系统的作用,一是储能平衡,尤其是在可再生能源,比如说太阳能和风能的发电系统不稳定,因此需要将多余的能量进行存储,使用时释放,从而实现储能的平衡和供应;二是调峰削峰的功能;三是暂压缓解,当电网过高时,可以保护电力设备;四是应急备用,自然灾害的情况下,储能系统可以保障电网的持续供电。

    储能系统在可再生能源的利用和电网调峰削峰方面具有重要的作用,可提高可再生能源的利用,并保证能源安全的供应。随着技术的进步和成本降低,储能系统会得到更广泛的应用,从而推动新能源产业的发展,随着技术的不断发展,储能系统会成为关键的调峰装置,同时为可持续的电提供技术保障。

    一般会将新能源的系统,根据电流性质的不同,分为交流母线和直流母线两类,交流母线应用比较多,系统中新能源部分涉及到光伏和风机,包括太阳能板、逆变器、风机电流器、储能电池和EMS管理系统。在交流母线的系统当中是380V,太阳能板通过逆变器并到交流母线上,风力发电机把不稳定的交流电变成380V的母线。

    一端连接储能电池,一端连接交流母线,储能线就会出现当交流过剩的时候存储到当中。EMS管理系统,会对风电变流器和管理系统进行调度,一般在新能源的应用场景中,大多数的场景都是优先使用光伏和光机在的负载使用,优先负载使用光伏和风机的电,如果有多余的电就会通过储能变流器存储到电池当中,如果不足会把电送到交流母电上。EMS管理系统可以把它和储能变流器集成在一起,比如说光伏电网逆变器比较多,EMS会作为独立的系统单独安装。

    这是直流母线的系统,去年我们也开始有一些示范项目,目前的系统成本高于母线成本,但是它的转换效率会比母线高。这种母线系统应用比较大的特点,有比较大的直流负载。大家可以看系统图,包含太阳能板DC/DC,风力发电机AC/DC,包含风力发电机的控制,里面会有DCDC,把风电转化成不稳定的直流电,通过DC/DC把它变成稳定的直流电,这种情况下是750V的比较多。

    在后面是储能电池和双向DC/DC,它完成直流母线和电池之间的能量转换,可以把电池充电,也可以把电池的电放到母线上。直流负载,一般功率比较大的时候不会选择,再是有直流充电桩的情况下,大家会有要求。储能变流器,它是完成把AC380到750之间的能量转换,这个系统当中同时也会有EMS管理系统,也会对光伏的DCDC、储能器进行统一的管理和调度。

    这个是我们做的实际项目,可以看到下面有很多的直流负载,有4个50千瓦的直流充电桩,还有直流照明和其他的直流负载。这个系统用250千瓦的储能变流器,它完成380V到750V的转化。这个地方接100度的储能电池,接了100千瓦的DC/DC,可以满足1小时把电池的电全部放出来。

    因为它是工业园区,根据不同的安装环境有几片太阳能板,这个功率有100千瓦,这个是DC/DC,把光伏板不稳定的直流电并成直流母线上,还有其他功率比较小的太阳能板,下面的DC/DC也是根据光伏板的功率选配。这个系统当中用到10千瓦的连接,所以后面有10千瓦AC/DC,把风机不稳定的交流面,变成稳定的。AC/DC中具备风机的设置功能,可以把不同厂家发电机功率设置到里面。这边是锂电池充电桩,完成办公楼的照明和直流的负载。

    这是其中的储能变流器,上面包含光伏板,风机AC变DC、DC/DC部分,这个项目是在湖南长沙工业园区办公楼的屋顶。

    储能产品的应用场景,虽然有一些涉及到风能和太阳能,像这种场景如果想把风电加入进来,如果场景需要和满足条件还是可以的。2兆瓦的项目是我们在新加坡所做的双向变化,50千瓦是储能变流器。这是10千瓦的储能,做的也比较早,现在基本上是光储一体化。上面30千瓦相当于是移动的充电宝,可以给应急的车辆充电,这个是350千瓦的储能系统,它的电池是这两年刚兴起的液流电池,它把锂电池更安全,不易燃,所以现在的应用也是比较多,500千瓦储能电流是在安徽。上面的500千瓦是用在磷酸锂电池的项目在青岛,下面是1.5兆瓦的项目,也是在青岛。

这个是比较火的液流电池在襄阳,300千瓦的液流电池在陕西,100千瓦的储能电池在西安,谢谢大家。

  (以上根据演讲速记整理,未经演讲人审核)

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