安科瑞 王長幸
江蘇安科瑞電器制造有限公司 江蘇江陰 214405
摘要：本文介紹了ANPCS儲能變流器的定義、方案、技術參數以及產品特點，說明了儲能變流器在微電網系統中改善分布式能源的間歇性、波動性，提高電網的可靠性，以及對重要負載的應急保電起到了至關重要的作用。
關鍵詞：儲能變流器，微電網，儲能電站，光伏
引言
分布式能源具有間歇性、波動性、孤島保護等特點，分布式能源電能質量差，分布式能源設備利用率沒有被充分發掘。微電網是為整合分布式發電的優勢、削弱分布式發電對電網的沖擊和負面影響而提出的一種新的分布式能源組織方式和結構，能分布式能源電能質量差、分布式能源設備利用率不能被充分發掘等分布式能源的不足。
微電網通過整合分布式發電單元與配電網之間關系，在一個局部區域內直接將分布式發電單元、電力網絡和終端用戶lian系在一起，可以方便地進行結構和配置以及電力調度的優化，優化和提高能源利用效率，減輕能源動力系統對環境的影響，推動分布式電源上網，降低大電網的負擔，改善可靠安全性，并促進社會向綠色、環保、節能方向發展。微電網是當前國內能源和電力專家普遍認可的解決方案。
1、儲能變流器的定義
電池儲能作為大規模儲能系統的重要形式之一，具有調峰、填谷、調頻、調相、事故備用等多種用途。與常規電源相比，大規模儲能電站能夠適應負荷的快速變化，對提高電力系統安全穩定運行水平、電網供電質量和可靠性起到了重要作用，同時還可以優化電源結構，實現綠色環保，達到電力系統的總體節能降耗，提高總體的經濟效益。
儲能變流器（Power Conversion System，簡稱PCS）電化學儲能系統中，連接于電池系統與電網（和/或負荷）之間的實現電能雙向轉換的裝置，可控制蓄電池的充電和放電過程，進行交直流的變換，在無電網情況下可以直接為交流負荷供電。
PCS 由 DC/AC 雙向變流器、控制單元等構成。PCS 控制器通過通訊接收后臺控制指令，根據功率指令的符號及大小控制變流器對電池進行充電或放電，實現對電網有功功率及無功功率的調節。 同時PCS 可通過CAN接口與BMS通訊、干接點傳輸等方式，獲取電池組狀態信息，可實現對電池的保護性充放電，確保電池運行安全。
2、產品型號
儲能變流器產品分為光儲一體機和非光儲一體機兩大類
3、執行標準
***《儲能變流器檢測技術規程》
***《電池儲能系統儲能變流器技術規范》
GB/T 14549 電能質量 公用電網諧波
GB/T 15543 電能質量 三相電壓不平衡
GB/T 15945 電能質量 電力系統頻率偏差
GB/T 12325 電能質量 供電電壓偏差
4、產品介紹
4.1 工作原理
儲能雙向變流器（PCS）是交/直流側可控的四象限運行的變流裝置，實現對電能的交直流雙向轉換。PCS可以實現電池儲能系統直流電池與交流電網之間的雙向能量傳遞，通過控制策略實現對電池系統的充放電管理、對網側負荷功率的跟蹤、對電池儲能系統充放電功率的控制、對離網運行方式下網側電壓的控制等。
圖1 儲能變流器系統拓撲
4.2 功能特點
儲能變流器的主要功能是并網條件下，儲能系統根據微網的監控指令進行恒功率或恒流控制，給電池充電或放電，同時平滑風電、太陽能等波動性電源的輸出；微網條件下，儲能系統作為主電源提供微網的電壓和頻率支撐(V/F控制),微網中負荷以此電壓和頻率為基準工作。PCS采用雙閉環控制和SPWM脈沖調制方法，能夠快速地調節輸出電壓、頻率、有功和無功功率。
5、產品基本控制功能及保護功能
5.1基本控制功能
●并網恒功率充、放電控制
●并網恒壓限流充電
●離網 V/F 控制
●無功調節控制
●并網-離網平滑切換控制
●防孤島保護功能及孤島檢測進行模式切換功能
●故障穿越控制功能
5.2基本保護功能
●電池極性反接保護
●直流過壓保護
●直流過流保護
●網側過/欠壓保護
●網側過流保護
●網側過/欠頻保護
●IGBT 模塊過流保護
●IGBT 模塊過溫保護
●變壓器/電抗器過溫保護
●防雷保護
●非計劃性孤島保護
6、產品優勢
模*的模式切換平滑控制技術，保證并網-離網兩種模式相互切換無沖擊，確保變流器可靠運行。保證變流器并網時按要求增減有功功率、無功功率；獨立運行時穩定負荷電壓、頻率。
●充電、放電一體化設計，實現交流系統和直流系統的能量雙向流動；
●的矢量控制算法，實現有功、無功的解耦控制；
●功率因數任意可調，在容量范圍內可以全發無功，實現無功補償；
●在MEMS（微網能量管理系統）的調度下，主動參與電網的調峰，有效緩解大電網的壓力；
●支持并網運行、離網運行；并可以實現并網與離網的平滑無縫切換；
●支持微網運行，可為微網提供穩定的電壓和頻率支撐；
●主動式與被動式孤島檢測方法相結合，滿足 UL1741 標準；
●完善的繼電保護功能，有效防止逆變器的異常損壞；
●支持多種儲能電池，不同的型號僅控制器的軟件不同；
●提供 CAN 、485，可與電池管理系統（BMS）、上層監控系統進行通訊；
●多臺PCS可實現多機并聯運行；
●支持交流側短時短路運行模式；
●支持自同期功能；
●高可靠性機柜設計，滿足不同運行區域需要。
●主功率回路采用高可靠性功率模塊。
7、應用案例
嘉興光伏科技展示館現場圖片如圖所示：
儲能變流器廣泛應用于電力系統、軌道交通、石油、機械、新能源汽車、風力發電、太陽能光伏等領域，在電網削峰填谷、平滑新能源波動，能量回收利用等場合實現能量雙向
流動，對電網電壓頻率主動支撐，提高供電電能質量。
儲能平滑光伏波動
儲能削峰填谷（利用峰谷電價錯峰用電）
儲能參與電網調頻
●可用于風能、太陽能等分布式發電系統中，保證分布式電源供電的均衡性和連續性，有效地改善其電能輸出質量，提高接入電網的能力。
●可用于電力系統穩定中，可以通過快速的電能存儲來響應負荷的波動，吸收多余的能量或補充缺額的能量，實現大功率的動態調節，很好地適應頻率調節和電壓功率因數的校正，從而提高系統運行的穩定性。
●可作為應急電源，在大電網或其他電源掉電期間向用戶提供電能，提高供電的可靠性。
●可用于電網削峰填谷，可以緩解用戶側的供需矛盾，減少發電設備的投資，提高電力設備的使用率，減小線路損耗。
●可用于微網中，作為主電源，提供微網的電壓和頻率支撐，使風電和光伏在微網中出力，給區域性負荷供電。
●可用于各種類型的儲能元件，實現儲能與電網的柔性接口，能滿足獨立或并網運行的要求。
8、結束語
本文介紹了儲能變流器的工作原理，功能特點，產品優勢等，儲能變流器在在現實中的運用，儲能系統的增加能夠有效緩解能源消納問題，提高新能源利用率，提高新能源電站效益。同時大規模儲能應用技術可進一步在低壓配電網網絡中做進一步推廣應用，平抑新能源波動，改善并網點電能質量，帶來良好的經濟效益和社會效益。
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