东瀛西北电力集团利用储能平抑间歇性新能源亚洲城ca88手机网页版

亚洲城ca88手机网页版 1

设置在西仙台变电站的BESS系统

日本西南地区有精良的风力条件。到二〇一五年终,西南电力公司已将800兆瓦的风力发电连接到中压电网。这一比例为26%,是扶桑总装机容量的最大份额。由于便民的上网电价,电力集团决定将与中压电网相连的风电装机容量伸张到2510兆瓦。从太阳能的角度来看,在2015财年甘休时,公用事业集团将大致2450兆瓦的太阳能连接到电网。那使得东南电力公司改为太阳能渗透率方面,全日本第二大公用事业集团。

趁着与互连网连接的间歇性发电容量的增多,关于电力质量(包涵电压和功能波动)的焦虑日益扩大。目前,通过调整火力发电厂调峰来缓解频率调节难点,但那种调整的管事受到限制。为了评估那一个担忧,西南电力集团在西仙台变电站安装了一个巨型电池储能系统(BESS),以验证BESS在调节频率方面的灵光。有效的作用调节将使电力集团可以增添对可再生能源的施用。

系统总览

BESS额定功率为20兆瓦,短时功率为40兆瓦,储存容量为20兆瓦时。由东芝(东芝)公司能源种类和平解决决方案集团提供的BESS设计,用于在中压互连网连接点提供20兆瓦时的充电/放电,预期使用寿命为20年。它的设置目的在于平抑由于间歇性风力和日光能光伏发电的伸张而来带来的电网频率变化。

亚洲城ca88手机网页版,电池依照西北电力公司控制中央的指令展开充电和放电,并与火力发电机一起运行。它主要用以互联网频率调节应用,在设置BESS从前这么些效应完全由热发电机组处理。

BESS可以提供比火力发电机更快的响应速度,可是电池可以提供接二连三充电/放电的时刻受其容量,过热趋势和任何因素的限制。由于那几个原因,近期使用BESS和火力发电机联合来抓牢成效调节能力。西北电力公司持有13座热电厂,总发电量为12,725兆瓦。

BESS由以下部件组成:主变压器(45 MVA,33 kV / 6.6 kV);
20台升压变压器(2 MVA,6.6 kV / 300 V); 多个厂用变压器(1.5 MVA,6.6 kV
/ 210 V); 80个电能转换系统(PCS)(500 kW); 80个蓄电池箱;
和一个控制爱戴系统。

亚洲城ca88手机网页版 2

西北电力公司的供电网络

BESS功能

本BESS项目规划中遭逢的显着挑衅包罗20年的使用寿命,准确管理多量电池的充电状态(SOC),以及创建控制充电和放电功率分配至80个PCS单元。

负荷频率控制(LFC)系统根据频率和电流偏差总括服务区域差别地段的急需 –
供应平衡,称为等面积要求。LFC系统根据火力发电机和BESS的出口进行调整,以将面积须求保持在给定的限量内。LFC闭环控制连串由现有火电机组的主宰回路和BESS的另一条控制回路构成。这多个控制回路具有相似的社团。

充电比率修正效率对BESS来说是无可比拟的。为了丰富利用BESS的高调度能力,时间常数和其余输入滤波器的参数被设计为可独立编程用于BESS或火电机组,两者并不一样。电池控制回路将区域必要作为输入并通过过滤单元提供控制命令值。

以下是LFC的主宰块概述:

  • 过滤单元执行带通滤波以博取从区域须求传递到BESS的短周期数据输入。
  • 仅当获得的短时间数据输入超越给定阈值时,才激活BESS,以减掉要充电和放电的电能。
  • 充电比率矫正单元调整充电/放电命令的值,以使电池充电率达到目的。
  • BESS热开关电路渐渐将LFC控制量从BESS转移到火电机组,以预防电池长日子总是充电和放电,由此BESS保持一定的调整能力。
  • 过热限制器,通过总括充电和放电的电量,设定阈值,以预防电池过热。

亚洲城ca88手机网页版 3

设置在西仙台变电站的配备电气单线图

寿命与特性

为了促成使用寿命为20年的BESS,计划了东芝(东芝(Toshiba))的SCiB锂离子充电电池。与其他同类产品不同,SCiB在大约15,000次充电/放电周期后维持其全方位容量的80%以上。其它,纵然频率调节应用要求反复充电和放电,SCiB也不会产出分明的劣化。在BESS中运用的SCiB电池已经证实其寿命的长久性,使其可以满意特定的20年需求。

SOC代表电池剩余多少能量。SOC的单位表示为百分点(0%=空;
100%=满)。西仙台变电站的BESS意在提供考虑到长使用寿命时所需的起来容量。由此,选拔50%的SOC作为基线。

为了促成10 MWh的充电和放电,BESS由总容量为20
MWh的电池组合。运营充电比率定义为20
MWh为100%。换句话说,50%的运作充电比率相当于50%的SOC。那么些概念使得BESS可以无需操心老化引起的容量下跌。

其它,由于使用高精度SOC管理技术,BESS可以在不须求关闭SOC校勘的动静下三番五次工作。

亚洲城ca88手机网页版 4

西区的负载频率控制调节由多少个功用整合

亚洲城ca88手机网页版 5

SCiB锂离子充电电池在15,000次充电/放电循环后的习性

控制方法

BESS每五分钟收到五回来自控制主旨的有用电源命令。若是来自PCS单元的出口控制命令(充电/放电)失去平衡,单个电池将吸收到分裂的主宰信号。为了化解那些标题,已经付出了一种用于将要被充电和放电的电能均等分配给拥有电池的技艺。

应用这种技能,按照充电/放电效用,操作时间和单个电池的SOC,以给定间隔在PCS单元之间分配设置为充电/放电命令的参数。然后用它们相应地打开PCS单元。该技能驱动PCS单元的全速运转成为可能。通过压缩电池上不一致且不均等的操纵命令的承受,还乐观帮忙缩减电池的深入劣化。

BESS的重中之重特点之一是急速充电/放电周期。BESS的设计目的是从控制装备接收充电/放电命令到PCS单元在1000阿秒或更长期内初始充电或放电的年月。在接受命令后,放电电流几乎须要430皮秒才能到达网络,包涵控制配备处理命令所用的时间,从决定装备到PCS单元的传输时间以及PCS等待时间。有人觉得BESS提供了中度的可调度质量。

亚洲城ca88手机网页版 6

SOC范围的界定意在维持电池容量

施工

电池系统的重中之重组件是设置在容器中的电池模块和电池板,每个组件都从区其他岗位供电。电池模块在运送到实地在此以前率先安装在电池板中。电池容器直接运输到实地,并提供20兆瓦时的电池组存储容量。西仙台变电站共安装了80个电池箱。

建设分多个级次实现:基础,土建和电气。为了减弱施工时间,电池容器被安装在四组20个单元中。那使得施工阶段可以在1三个月的时日内互相已毕,包涵测试和调试。

亚洲城ca88手机网页版 7

控制装置在收受40 MW的通令时的特性

品种成功

由于这一个连串,开发了BESS的特等决定措施和管制技术。自二〇一五年七月以来,BESS一贯在西仙台变电站投入使用,按照该运营期的结果,迄今截至其业绩已被视为成功。示范项目于二零一八年十二月落成。

致谢

小编要谢谢武田大辅和东芝(Toshiba)集团的桥本达也在编制本文时提供的支撑和技艺提出。


Mitsuhiro
Matsumoto自1991年来说一直在为东南电力集团办事。他前日是电力系统工程部门的电力系统控制安插工程小组的经纪,负责督察电力系统的调度和运转。松本在二零一三年至二零一五年里面是东清华学不甘落后电力工程团队的成员。

Eiji
Matsuzaka自1988年的话一贯在为西南电力公司做事。他是电力系统工程部门的水电和变电站工程组的CEO,负责督察变电站的调度和运作。他曾是该集团的总老总,负责掩护位于扶桑Minamisōma的40兆瓦,40兆瓦时大型电池储存系统。

至于东南电力公司

座落东瀛大洲南边的一家大型垂直综合公用事业公司,西北电力集团负责发电,输电和配电。公用事业公司具有259个发电站组合,总装机容量18,812兆瓦,由226个袖珍水电站(2538兆瓦),13个火力发电厂(12725兆瓦),三个核电站(3274兆瓦)和18个可再生能源能源装备。其传输线路长度达到24,794公里(15,407英里),最高电压为500千伏,275千伏和154千伏。安装的627个超高压/高压变电站提供高压,中压和低压配电互连网,配电线路长度为583,091英里(362,333公里)。

摘自:tdworld.com – Intermittent
Control

#EnergyStorage

亚洲城ca88手机网页版 8

长按二维码关心“输配电世界”微信公众号