我國是全球新能源（主要是風電和光伏）裝機規(guī)模最大、發(fā)展速度最快的國家。截止2022年底，我國風電、光伏發(fā)電裝機容量分別為3.7億千瓦和3.9億千瓦，約占我國電源總容量的27%（10年前為4.9%），新能源發(fā)電量突破1萬億千瓦時（約1500億千瓦時/1億新能源裝機），占我國總發(fā)電量的12.5%（十年前約為2%），新能源已成為我國第二大電源。
千凱緊緊圍繞“雙碳”戰(zhàn)略目標和新型電力系統(tǒng)建設，不斷加大新產(chǎn)品研發(fā)和新領域拓展，開展新能源涉網(wǎng)檢測業(yè)務，以實際行動踐行綠色發(fā)展理念，推動行業(yè)技術進步。
儲能系統(tǒng)作為新型電力系統(tǒng)的調節(jié)器，根據(jù)電網(wǎng)的調度指令進行充放電。為保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，落實國家能源局和國家電網(wǎng)公司加強儲能系統(tǒng)并網(wǎng)運行管理的要求，在儲能系統(tǒng)并網(wǎng)前需進行充分的測試驗證，此次中廣核煙臺萊州土山光儲項目主要進行了功率控制測試、功率因數(shù)測試、電能質量測試、過載能力測試、充放電響應時間測試。
圖1 中廣核萊州土山600MW鹽互補光儲場站
一、項目概況：
中廣核萊州土山600MW鹽光互補光伏發(fā)電項目位于萊州市土山鎮(zhèn)，本項目交流側裝機容量為600MW，占用鹽田約9765.2畝，新建一座220kV升壓站，考慮配套儲能建設，本項目儲能容量按照40.7%配比，即244.2MW/488.4MWh配建。600MW光伏發(fā)電單元分182個方陣分別經(jīng)逆變器、35kV升壓變升壓后通過24回35kV集電線路匯接至220kV升壓站，經(jīng)2臺升壓變壓器升壓后，通過1回220kV線路接入山東電網(wǎng)。
二、測試項目：
1.功率控制測試
功率控制測試包括有功功率控制測試、無功功率調節(jié)能力檢測，目的是檢測儲能系統(tǒng)并網(wǎng)運行時，輸出有功功率能力和控制性能以及輸出無功功率能力和控制特性，以確認這些特性是否能夠滿足電力系統(tǒng)調度要求。有功功率調節(jié)能力測試時，按照升功率和降功率兩種模式進行測試。無功功率調節(jié)能力測試時，按照充電和放電模式兩種模式進行測試，測試前要根據(jù)現(xiàn)場區(qū)域電網(wǎng)的實際情況進行，在保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行的條件下完成測試。
圖2 功率控制測試
2.功率因數(shù)測試
功率因數(shù)調節(jié)能力按照充電和放電模式兩種模式進行測試，測試前也要和委托方充分溝通，在確保現(xiàn)場滿足要求時方可進行。功率控制作為儲能電站控制系統(tǒng)中的重要部分，在儲能系統(tǒng)并網(wǎng)前進行功率控制測試是十分必要的。
圖3 功率因數(shù)檢測測試
3.電能質量測試
由于電壓、電流或頻率偏差引起用戶設備工作異常或損壞的任何電力問題，都屬于電能質量問題。電能質量的主要參數(shù)包括：電壓偏差、頻率偏差、功率因數(shù)、三相電壓不平衡度、諧波、暫時過電壓與瞬態(tài)過電壓等。電能質量問題會造成設備過熱、燒毀、電容器擊穿、功率因數(shù)下降、無功功率增加等現(xiàn)象。因此，電能質量測試是儲能電池系統(tǒng)并網(wǎng)測試中十分重要的一項測試。
圖4 電能質量檢測
4.過載能力測試
儲能系統(tǒng)的過載能力是通過功率提出的，過載能力測試的主要目的是驗證儲能系統(tǒng)在有功功率超過額定功率時的系統(tǒng)狀態(tài)響應，測試時可通過增加負載與調節(jié)儲能變流器相結合的方式實現(xiàn)。過載能力測試作為安全防護類測試，能夠驗證儲能系統(tǒng)的承載能力和保護策略，確保在后續(xù)運行中即使出現(xiàn)異常情況，儲能系統(tǒng)能夠及時響應，避免出現(xiàn)安全事故。
圖5 過載能力檢測
5.充放電響應時間測試
充放電響應時間通常是指當儲能電站處于待機狀態(tài)時，通過遠程監(jiān)控軟件計算儲能電站下達出力指令到儲能系統(tǒng)接收到該指令所需要的時間。一般情況下，儲能電站響應時間會略大于儲能單元響應時間。分析其原因，一方面是因為儲能電站的響應時間不僅決定于響應時間最慢的儲能單元，且不同儲能單元間的控制特性存在差異，導致各自的有功調節(jié)速率和控制精度不同；另一方面，通信延遲使時間具有不確定性，隨著儲能電站規(guī)模的增大, 通信層級增加，指令周期不同步，導致機組的調節(jié)特性減弱。儲能電站的分層控制將使總指令周期變長，通信效率降低。另外，儲能電站的有功控制精度受所有儲能單元有功誤差的直接影響，儲能單元的響應誤差無法通過閉環(huán)調節(jié)及時消除時將造成全站控制精度降低。因此，充放電響應時間測試對儲能電站的協(xié)調控制有著重要意義。
圖6 充放電響應時間檢測
