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(yè)年度最大的盛會之一，這場由百余名演講嘉賓和數(shù)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(fā)展的新機遇”為主題，歷時四天，包括開幕式、主旨發(fā)言、高峰對話、創(chuàng)新劇場以及關于“國際成熟風電市場發(fā)展動態(tài)及投資機會”“國際新興風電市場發(fā)展動態(tài)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(chuàng)新論壇上，陽光電源股份有限公司風儲產(chǎn)品線總監(jiān)梁信信發(fā)表了《風電儲能變流器關鍵技術與應用探討》的主題發(fā)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(shù)據(jù)來看，3060目標來看，風電和光伏的發(fā)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(wǎng)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(wǎng)的時候，一方面提高發(fā)電穩(wěn)定性，另一方面是我們能夠承擔起，提高入網(wǎng)友好性、穩(wěn)定性。從圖中簡單看一下，我們現(xiàn)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(wǎng)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(wǎng)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(xiàn)在從鄉(xiāng)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(fā)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(wěn)定的電，從2010年之后就國產(chǎn)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(fā)展，現(xiàn)在主流控制算法包括總量控制70年代已經(jīng)發(fā)展成熟，但是因為變流器要實現(xiàn)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(xiàn)這種并網(wǎng)控制功能。   

　　

　　這個圖是圖傳統(tǒng)變流器工程策略，通過這個有功和無功電流的解耦，實現(xiàn)三項電流的控制，因為不直接控制三項電網(wǎng)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(xiàn)機組下發(fā)給我們的控制策略，其實就是傳統(tǒng)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(xiàn)的。我們傳統(tǒng)的電能傳輸架構就是變流器把發(fā)電機發(fā)出來的交流電，通過福祉和頻率調制，送到電網(wǎng)當中去，把兩端口，兩個交流側端口變流器并網(wǎng)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(tǒng)變流器具備儲能變流器的功能，除了能夠完成發(fā)電機組并網(wǎng)發(fā)電的功能外，還能夠直接連接儲能電池、儲能介質，實現(xiàn)儲能這個功能。   

　　

　　具體看下這個拓普，我們傳統(tǒng)ACDC，AC風電變流器上，增加了DCAC接口，使得能夠實現(xiàn)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(xiàn)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(tǒng)，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(qū)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(xiàn)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(fā)電量來預留這個功能肯定是不太現(xiàn)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(xiàn)的這些離網(wǎng)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(wěn)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(wěn)定性，因為風電變流器直接并網(wǎng)，對并網(wǎng)的穩(wěn)定性增加單元，對并網(wǎng)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(tǒng)的電流電子建模有點區(qū)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(fā)電機連接然后把并網(wǎng)側DC和AC并網(wǎng)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(wěn)定分析，只有分母出現(xiàn)了無窮大，出現(xiàn)了0，才會有這種存在，我們通過這個曲線存在，發(fā)現(xiàn)增加這個儲能之后，在儲能和充電和放電的時候，對我們穩(wěn)定有非常有意思的現(xiàn)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(wěn)定有可能是不穩(wěn)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(xiàn)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(wěn)定直流側的控制，但除了變流器直流電壓外環(huán)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(shù)據(jù)，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(tǒng)的風電變流器對比，就是從第二個圖電網(wǎng)出現(xiàn)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(wěn)態(tài)和載態(tài)，有非常顯著變化，大概加了10%的儲能，這個動態(tài)和載態(tài)的變化有明顯區(qū)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(wǎng)發(fā)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(xiàn)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(xù)加油干，好，謝謝大家。

　　

　?。ǜ鶕?jù)演講速記整理，未經(jīng)演講人審核）