國家“十四五”規(guī)劃以來，隨著雙碳目標的逐步推進，能源結構的轉換是短中期脫碳進程中的決定因素。以風電、光伏為代表的清潔電力，在裝機總量以及發(fā)電量上逐年攀升，新能源發(fā)電的量變將徹底改變傳統(tǒng)電力系統(tǒng)“源隨荷動”的電力生產(chǎn)方式。
在此過程中，新能源電能生產(chǎn)的波動性、間歇性也成為亟待解決的問題之一，當電網(wǎng)無法保證足夠強壯的調(diào)整能力時，電力安全供應將面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。在此背景下，國家相關部門和地方政府相繼持續(xù)加強對新型儲能發(fā)展目標、產(chǎn)業(yè)布局、政策機制的部署，全面推動“風電+儲能”發(fā)展成為產(chǎn)業(yè)趨勢之一。
然而，面對集中式、分布式風電等不同應用場景，風電+儲能應該如何建設？作為國內(nèi)最早涉足風電變流器及電網(wǎng)儲能的企業(yè)之一，陽光電源針對集中式、分散式風電配置儲能的需求提供不同側重點和解決方案。目前，其風電全場景的儲能解決方案在輔助風力發(fā)電并網(wǎng)、電力調(diào)頻調(diào)峰、需求側響應等場景中已得到廣泛應用和認可。
當前，在風電場電源側升壓站集中接入電網(wǎng)的集中式儲能是風儲融合的主要形式，儲能系統(tǒng)按照風電場容量的一定比例配置，以儲能電池艙與儲能變流升壓艙為基本單元集中化布置，統(tǒng)一接受電網(wǎng)的集中調(diào)度運行。集中式儲能在規(guī)模上集聚了儲能系統(tǒng)的容量，能夠充分發(fā)揮儲能系統(tǒng)能量吞吐的優(yōu)勢。
集中式儲能中最需要關注的是儲能安全性。針對安全性需求，陽光電源率先在行業(yè)推出“防、護、消、泄”的四層儲能系統(tǒng)安全設計理念，從預防激源產(chǎn)生，避免熱失控誘發(fā)、擴散等多舉并行，協(xié)調(diào)控制、全面管理，杜絕儲能電站安全隱患。陽光電源儲能電池系統(tǒng)采用高效能智能化散熱設計，根據(jù)電芯溫度，甚至結合系統(tǒng)外部輸入、運行工況、氣象數(shù)據(jù)等，更好預測維持整個儲能系統(tǒng)持續(xù)運行在最佳的溫度區(qū)間，有效延長電池壽命，讓儲能系統(tǒng)更安全、更穩(wěn)定的運作。
在分布式應用場景中，分散式風電儲能系統(tǒng)是以風電機組為單元的風電聯(lián)合儲能的應用型式，儲能變換單元與風電變流器在風電機組側集中配置，電池系統(tǒng)根據(jù)實際場景靈活采用“一機一儲”或者“多機一儲”布置，實現(xiàn)風電變流發(fā)電和儲能系統(tǒng)的聯(lián)合運行和統(tǒng)一調(diào)度。
雖然集中式風電場儲能和分散式風電機組儲能在廣義上具有一致性，從電網(wǎng)角度，也可以將分布在每個接入點的集中式儲能看做分散式儲能系統(tǒng)。但在場景應用上，兩者仍然存在差別——集中式儲能的調(diào)度和運行既要考慮電網(wǎng)的需求，同時也要考慮風電場的運行特性，集中式儲能系統(tǒng)在小時電量的配置上會隨著電網(wǎng)的發(fā)展呈現(xiàn)更大差異化的需求。
這就需要更加靈活的儲能配置方式來進一步釋放風儲不同的應用場景，“風儲融合”也就成為創(chuàng)新性解決方案，以及行業(yè)發(fā)展的趨勢之一。
可以說，分散式風電儲能是風電變流和儲能變換深度融合，從根本上深刻改變了風電機組的運行特性，風儲聯(lián)合運行控制簡化了電網(wǎng)調(diào)度難度，有望在分散式風電場、功能性風電機組接入等場景上發(fā)揮更大的作用。同時，風電機組匹配儲能系統(tǒng)，彌補了風電機組無持續(xù)可備用能量的短板，在輔助風電變流運行的同時，顯著提升風電接入電網(wǎng)友好性。
2021年CWP國際風能展中，陽光電源發(fā)布風儲一體變流器，該變流器由6.6MW雙饋風電變流器直流側配比10%功率的儲能變流單元，通過風電變流與儲能變換一體化控制，深度融合風電變流與儲能功能的場景化應用。
陽光電源風儲變流器儲能變換單元采用模塊化緊湊型設計，具備毫秒級快速功率響應，兼容電池能量管理，適配多種類型電池，直流側耦合具有更高電能轉換效率。驅(qū)動以風電機組為單元的風電聯(lián)合儲能的應用型式，使風電機組慣量與調(diào)頻、風電消納及并網(wǎng)電能質(zhì)量等方面得到優(yōu)化。
因地制宜、科學設計、高效利用、電網(wǎng)友好是風電場配置儲能系統(tǒng)的關鍵技術，更是風電在實現(xiàn)碳中和進程中的高質(zhì)量發(fā)展需求。在2030年“碳達峰”目標下，陽光電源將持續(xù)推進風儲融合創(chuàng)新，全面引領風電轉換技術發(fā)展和革新，致力于成為全球一流的風電技術及設備供應商，持續(xù)為客戶提供更多風電增值服務。
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