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主题演讲

余勇:阳光电源及大功率储能PCS关键技术研究

发布时间: 2014-07-15 10:34:47    来源: 电池中国
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[摘要]阳光电源股份有限公司产品线总监余勇先生在储能行业第三届年度高峰论坛——“储能国际峰会2014”上发表主题演讲。

  2014年6月23日,由国家能源局指导,中关村储能产业技术联盟(CNESA)与杜塞尔多夫展览(上海)有限公司共同主办的储能行业第三届年度高峰论坛——“储能国际峰会2014”在北京国家会议中心隆重开幕。阳光电源股份有限公司产品线总监余勇先生在会上发表主题演讲,以下为演讲内容。

  余勇:

  阳光电源成立于1997年,主要从事太阳能、风能、以及储能等可再生能源研发生产销售及服务。目前我们已经在全球安装了8GW的光伏逆变器,包括大功率和小功率的微网逆变器。同时我们也是光伏逆变器国家标准的制订单位。我们三大主要业务是光伏发电,风力发电和储能业务,同时也向客户提供整个光伏系统的解决方案。

  PCS作为蓄电池、交流负荷以及交流电网的转换环节,其主要模式包括:1.功率模式,作为职能部件接受系统的调度;2.调频调压模式,即按照电网的实际情况,决定功率的输出;3.孤岛模式,在脱离大网的情况下,自主主网或自动同步重新并网。随着储能系统功率等级不断扩大,以及电压等级的不断提高,我们将推出模块化的PCS系统结构,作为下一步的发展方向。另外,我们针对多台逆变器集中并网特点,改善逆变器在分布式并网的介入性能。这主要基于:1. 多逆变器的变网过程中,容易引起电网系统的谐振;2.电压对负荷敏感会造成全局性的系统谐振。随着电力电子设备在电网末端的集中使用,并网的谐振问题日益严重。通过研究我们发现,逆变器本身的控制问题、载波不同步、电网电压的背景噪声都会造成谐振。

  我们的方案是采用电容、电压反馈的方式,通过一阶微分控制,在谐振波峰处产生一个环节抵消谐振。增加一阶微分控制后,谐振得到明显改善。据此我们得到如下结论:在微网中,由于并联逆变器各自的控制信号、载波不同步,此时逆变器可能会发生谐振、且高、低频都可能产生谐振峰。同时控制算法对微网逆变器的谐振影响较大,不同控制算法、不同控制参数均会导致不同谐振特性。由于负荷存在多样性,导致电压波形控制产生明显变化,现有的电压控制方法不再适用。

  随着电网容量不断扩大,PCS的并联技术成为焦点。我们采用了虚拟电流的方式,即相当于在PCS输出端增加虚拟电流,通过调整输出电流达到目的。由于虚拟同步发电机有很好的故障恢复能力,我们希望通过对虚拟同步技术的研究,利用电源电子装置的一些特性,使PCS设备能实现虚拟同步发电机的特性。

  通过推演我们发现,在单台或者多台情况下,可以通过对功率的均分和下垂,实现自主调频。所谓虚拟同步,是在一次调频的基础上,通过增加虚拟惯性环节,达到明显改善系统动态性能的母体。通过测试我们看到,单台VSG并网实验中,虚拟同步发电机带有惯量的下垂方式,对动态负荷和冲击性负荷的响应非常快。我们采取上述VSG的控制方式,解决了微电网和大电网的无缝切换,并实现了柴油发电机组、小水电等一些小功率分布式发电电源的并联运行。

  谢谢大家。

  嘉宾资料:

  余勇,博士,研究员。2006年6月-至今,任阳光电源股份有限公司,产品线总监,从事大功率风机变流器、大功率储能逆变电源、离网电源的研发及管理工作。
 
 
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