研究背景拓扑原理性能分析效果验证总结公众号·电力建设分布式电源与储能的高效集成并网技术研究暨南大学国际能源学院郭焕2024年9月25日1.2研究背景—分布式电源储能的集成拓扑技术背景●通过交直流变换器和工频变压器在交流侧并联后并网-技术成熟，侧重交、直流间电力互济-分散结构，不利于集成优化运行●通过直流变压器、交直流变换器在直流侧并联后并网-技术成熟，侧重于直流侧的电力交换-DA/AC与LFT可采用基于HFT的SST技术代替，提高功率密度，但成本较高-多个DC/DC可采用MPC技术，提高功率密度-多DC/DC可引入部分功率处理(MPC-PDC)降低安装成本和整体运营成本最优尺寸和放置位置、电力系统的规模优化储能集成减轻输出功率波动、降低电压降提高电能质量公众号·1.3研究背景—混合变压器技术混合变压器由美国ABB、DeepakDivan教授团队等近些年提出，集成传统工频变压器与电力电子设备优势。一结合不同拓扑设计，可实现电压补偿、电流补偿、潮流控制、功率因素校正、电能质量、动态增容等。-相比于固态变压器，在成本、效率、可靠性、寿命、交流电网兼容、制造难度等方面具有优势，仅在可控性、尺寸两方面存在劣势。特点-工频变压器完成大部分功率传输，部分功率通过电力电子变换器；-电力电子变换器自身不具有部分功率处理功能-尚未对分布式电源/新能源储能及交直流灵活接入功能开展研究，无法用于新能源储能的高效集成。1.1研究背景—分布式电源储能集成与电网深度融合技术背景●分布式电源/新能源合理配置储能是实现稳定运行，减缓对电网冲击的有效解决方案●光储的高效集成与优化运行带来降低成本、延长寿命、提高电能质量等诸多优势交流电网直流I母线DCACDC/DCDC/DC储能系统电力建设L.Zhengetal,SolidstatetransfommerandhytvidtransformerwithintegratedenergystorageinactivedistilutiongridsTecmicalandeconomiccomparisondispatchandcontrol公众号电力建新能源1DCDG新能源2DC/DC交流电网CACDC/AC峰值减载技术；峰值位移和最小化策略系统安全域管理；最优控制技术，合理功率分配，减少功率错配峰值负荷转移、最小化平缓对电网扰动冲击延长电池使用寿命新能源减轻存储压力；控制充放电电流和电压；管理充放电状态降低系统成本尺寸最优设计新能源1DC/DC新能源20HDT方来构(e)HDT方来结构(b)HDT方案结构图(CHDT方案2结构图提高电能质量电力建设储能系统研究背景拓扑原理性能分析效果验证总结公众号·电力建设变流装置成本相对较高，不利于新能的广泛应用与发展基于HFT的SST技术发展，功率密度得到提高，但成本、效率鲜有提升不同供应商不同产品集成，调试难度大；故障运维成本高光伏变流装置型号：SG225HX效率：最大效率99%,中国效率98.5%容量：247.5kVA型号：KSG-225UH效率：最大效率99%,中国效率98.5%容量：250kW型号：SP-320K-H效率：最大效率99%,中国效率98.58%容量：352kW型号：LUNA2000-200KTL-HO效率：最大效率99%,欧洲效率98.8%容量：240kVA储能变流装置型号：SC1375UD(+直流变换器SD175HV)效率：最大效率99%(*99%=98.1%)容量：175kVA(175kW)型号：TS208KTL-HV效率：两级效率大于98%,单级效率>99%容量：228kW型号：EH-0500-A效率：最大效率99%(单级式)容量：500kW型号：THPCS-250/380-LACL效率：两级效率>98%单级效率>99%采用部分功率处理功能，降低所需变流单元额定容量和成本现有典型装置级联最高效率96%-98%,进一步提高运行效率；多样化运行方式、电网友好、宽工作范围满足各类场景需求1.4研究背景—行业水平技术背景●光伏/储能变流器单级最高效率普遍在98%-99%;●新能源(光伏)储能普遍采用两级级联结构，最高效率普遍在96%-98%;●新能源储能集成优化技术尚未充分开发应用。技术创新容量：250kW公从号电乃建设公众号·电力建设5研究背景—挑战与创新上能电气阳光电源华为特变电工12345现有挑战1.提出的新型多端口混合变压器具有六大创新优势-部分功率处理功能：通过较低额定功率的变换器实现了端口间更高的功率交换，相比全功率处理降低了系统的成本和损耗；-变流单元二的复用：复用单元既可用于储能端口、新能源端口与交流端口的变换，也可同时用于两者间变换；...