近年來儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策持續(xù)出爐，政策紅利明顯，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展是非常迅猛的，從2011年開始，國(guó)家有關(guān)的部委持續(xù)在出臺(tái)一些有關(guān)于可再生能源包括儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見。下面這張圖是從2000年到2018年，我們國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能持續(xù)的發(fā)展，電池儲(chǔ)能裝機(jī)容量，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到了1GW。尤其是在2018年，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能在我們國(guó)家很多的省份，包括江蘇、河南、湖南、浙江等多地展開。2018年新增投運(yùn)的規(guī)模是206兆瓦，2019年江蘇規(guī)劃建設(shè)中的儲(chǔ)能項(xiàng)目已經(jīng)超過了200兆瓦。

— —上海交通大學(xué)李睿

8月8日，由華北電力大學(xué)、中國(guó)可再生能源學(xué)會(huì)主辦的“第一屆中國(guó)儲(chǔ)能學(xué)術(shù)論壇暨風(fēng)光儲(chǔ)創(chuàng)新技術(shù)大會(huì)”分論壇在北京召開，北極星儲(chǔ)能網(wǎng)將對(duì)論壇進(jìn)行全程直播。在8日“電化學(xué)儲(chǔ)能”分論壇上，上海交通大學(xué)李睿作“百M(fèi)W級(jí)電池儲(chǔ)能功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)技術(shù)探討”報(bào)告。

上海交通大學(xué)李睿

以下為發(fā)言實(shí)錄：

上海交通大學(xué)李睿：首先介紹一下背景，儲(chǔ)能的論壇大家都清楚，主要由于碳排放的資源緊張、排放污染、氣候變化，所以在過去的幾年里邊我們可以看到，能源轉(zhuǎn)型趨勢(shì)越來越明顯，最主要的能源轉(zhuǎn)型的新能源可以看到，就是風(fēng)電和太陽能，也包括清潔能源，包括水電和核能。這張圖是2030年我國(guó)發(fā)電裝機(jī)構(gòu)成的比例，到2030年整個(gè)電網(wǎng)里面47%的發(fā)電還是由可再生能源組成的，剩下的分別由水電、核電、風(fēng)電和太陽能來組成。而且左邊這兩張圖是風(fēng)電和光伏的發(fā)電成本的變化?？梢钥吹剑瑥?009年到2016年，發(fā)電成本是持續(xù)降低的。我們看到在去年有一個(gè)報(bào)告，按他的計(jì)算，在去年的時(shí)候全生命周期的發(fā)電成本已經(jīng)跟火電是相同的，因?yàn)槲抑豢吹揭粋€(gè)結(jié)論，不知道他說的計(jì)算方法是什么樣，但是可以看到，新能源發(fā)電現(xiàn)在成本其實(shí)是越來越低的。

在我們國(guó)家，能源轉(zhuǎn)型也特別明顯，到2000年以來全球的風(fēng)電、光伏的裝機(jī)年均增長(zhǎng)分別是22%和38%，中國(guó)是46%和62%。伴隨著新能源電網(wǎng)滲透率的持續(xù)增加，高比例間歇式的可再生能源大規(guī)模的接入電網(wǎng)。因?yàn)榭稍偕茉词情g歇式的，尤其是像光伏短時(shí)的不可預(yù)測(cè)性也比較差，我們光伏陣列忽然有云彩過來了，云彩飄著只要它經(jīng)過的地方發(fā)電功率就下降了，這個(gè)帶來電源的不確定性，對(duì)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生重大的影響，而儲(chǔ)能技術(shù)是解決能源轉(zhuǎn)型挑戰(zhàn)的手段之一。

近年來儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策持續(xù)出爐，政策紅利明顯，儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展是非常迅猛的，從2011年開始，國(guó)家有關(guān)的部委持續(xù)在出臺(tái)一些有關(guān)于可再生能源包括儲(chǔ)能發(fā)展的指導(dǎo)意見。下面這張圖是從2000年到2018年，我們國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能持續(xù)的發(fā)展，電池儲(chǔ)能裝機(jī)容量，累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到了1GW。

我們可以看到，尤其是在2018年，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能在我們國(guó)家很多的省份，包括江蘇、河南、湖南、浙江等多地展開。2018年新增投運(yùn)的規(guī)模是206兆瓦，2019年江蘇規(guī)劃建設(shè)中的儲(chǔ)能項(xiàng)目已經(jīng)超過了200兆瓦，目前已經(jīng)開展的電網(wǎng)測(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目根據(jù)各個(gè)省的電網(wǎng)特點(diǎn)規(guī)劃建設(shè)，在系統(tǒng)架構(gòu)建設(shè)方式、商業(yè)模式上都有一些特點(diǎn)。

這張跟大家報(bào)告一下從2018年開始國(guó)內(nèi)電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站的一些動(dòng)態(tài)，比較有影響的是江蘇搞了好幾個(gè)儲(chǔ)能的工程，比如鎮(zhèn)江號(hào)稱是國(guó)內(nèi)最大的電池儲(chǔ)能電站，它的總裝機(jī)容量是101兆瓦/202兆，主要是用在江蘇電網(wǎng)削峰填谷，我們?nèi)⒓舆^相關(guān)會(huì)議，調(diào)頻還做不到。在蘇州也有儲(chǔ)能的二期，搞電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能，它規(guī)劃的規(guī)模也達(dá)到242兆瓦/138兆。同時(shí)包括在河南、在湖南長(zhǎng)沙、浙江電網(wǎng)分別構(gòu)建了100兆瓦以上的電網(wǎng)側(cè)的儲(chǔ)能工程，就是電池和儲(chǔ)能工程。

從電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站發(fā)展動(dòng)態(tài)可以看到，現(xiàn)在儲(chǔ)能站的規(guī)模，單體的儲(chǔ)能站都達(dá)到了幾十兆瓦，而電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能在一個(gè)城市里邊可能是幾個(gè)不同的儲(chǔ)能站組成一個(gè)儲(chǔ)能綜合的系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)的規(guī)模通常都會(huì)達(dá)到100兆瓦以上。面向這么大的儲(chǔ)能規(guī)模，都會(huì)帶來一些問題，我們看國(guó)外的情況，我們看到一些報(bào)道，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能方面美國(guó)和韓國(guó)都分別在2019年有一些電力儲(chǔ)能系統(tǒng)的事故發(fā)生爆炸火災(zāi)的一些事故，當(dāng)然像這個(gè)事故已經(jīng)調(diào)查清楚了，這個(gè)事故現(xiàn)在還沒有一個(gè)明確的結(jié)論為什么會(huì)發(fā)生爆炸。

但是我們?nèi)绻麖膬?chǔ)能系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)來看，跟大家報(bào)告一下，這是典型的一個(gè)電池儲(chǔ)能站里面的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的架構(gòu)，包括幾部分：第一部分，儲(chǔ)能電池。第二部分，儲(chǔ)能電池的管理系統(tǒng)。由于我們知道，鋰電池的一致性比較差，電池單體串聯(lián)起來組成的一個(gè)電池模塊，電池模塊串聯(lián)起來組成電池庫，然后再組成電池堆，形成電池管理系統(tǒng)，來做它的溫度的監(jiān)控、電流的監(jiān)控、均衡等工作，這是一部分，這是電池管理系統(tǒng)。當(dāng)然包括功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，一般的變換器都叫變換器，儲(chǔ)能領(lǐng)域PCS功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，負(fù)責(zé)進(jìn)行電池側(cè)功率的充放或者電網(wǎng)側(cè)削峰填谷。

當(dāng)然還有一個(gè)儲(chǔ)能的監(jiān)控保護(hù)系統(tǒng)，可能對(duì)上儲(chǔ)能站進(jìn)行聯(lián)系、進(jìn)行通訊，對(duì)下還要儲(chǔ)能的BMS進(jìn)行協(xié)調(diào)，這個(gè)是控制儲(chǔ)能系統(tǒng)到底是做削峰填谷的工作，還是做黑啟動(dòng)，還是做二次調(diào)頻等等，都是由高級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)來管理的，整個(gè)是一個(gè)儲(chǔ)能的基本架構(gòu)。

從“十二五”開始，我們知道在國(guó)網(wǎng)張北搞了一系列的儲(chǔ)能電站，里面所有的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)基本上都是這樣一個(gè)架構(gòu)，由電池和PCS相連，PCS和電網(wǎng)相連，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能最低的電壓等級(jí)是10潛伏，PCS這個(gè)是比較低的，中間有一個(gè)變壓器，是這樣的架構(gòu)。這種架構(gòu)比較多的是500千瓦或者630千瓦的接入是比較多的，如果我們面向百兆瓦級(jí)的電池儲(chǔ)能，可能就需要大量的500千瓦或者630千瓦功率等級(jí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)來并聯(lián)，組合成一個(gè)大的儲(chǔ)能系統(tǒng)。

這是我們現(xiàn)在要跟大家報(bào)告的百兆瓦級(jí)的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的方案，剛才跟大家報(bào)告電池加上一個(gè)PCS，這是一個(gè)小的500千瓦或者630千瓦的儲(chǔ)能系統(tǒng)或者叫儲(chǔ)能單元，幾個(gè)儲(chǔ)能單元通過一個(gè)通訊變壓器把它投運(yùn)到10千伏或者35千伏的中壓電網(wǎng)上，如果這是一個(gè)儲(chǔ)能電站，把它升到更高級(jí)的配電網(wǎng)電壓等級(jí)，現(xiàn)在江蘇的鎮(zhèn)江包括江蘇的儲(chǔ)能電站大概是這樣的架構(gòu)。這個(gè)架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)就是，它的可實(shí)現(xiàn)性是比較好的，實(shí)現(xiàn)起來比較容易，因?yàn)樗械募夹g(shù)都是現(xiàn)成的，但是也會(huì)有一些問題，它的問題包括，首先就是它的BMS模式比較復(fù)雜，我們知道電池鋰電池的電池單體組成電池的模塊，48V的電池模塊或者72V的電池模塊，電池模塊再組成一個(gè)電池單元，電池單元再并聯(lián)起來做成一個(gè)電池簇，給一個(gè)500千瓦時(shí)的或者630千瓦時(shí)的電池簇，由于電池單體的一致性相對(duì)不是非常好，就會(huì)導(dǎo)致在電池簇里邊，即便這個(gè)電池簇沒有進(jìn)行并網(wǎng)的工作，沒有充電或者放電，我們?cè)谀暇W(wǎng)可以通過監(jiān)控系統(tǒng)能夠看到，在這個(gè)電池簇里面不同的電池單元中間會(huì)發(fā)生緩慢的充放電的環(huán)流產(chǎn)生，充滿和沒有充滿的單元靜止的狀態(tài)就會(huì)有環(huán)流產(chǎn)生，這是在電池簇里面。

第二個(gè)，在電池單元里面，如果模塊和模塊之間不均衡，要在電池管理系統(tǒng)BMS要有一些均衡的手段，把一個(gè)模塊里面多余的，比如這個(gè)模塊90%，而這個(gè)模塊如果80%的話，可能要把上面這個(gè)模塊里通過電力電阻到下一個(gè)模塊，本身就會(huì)造成一部分功率損耗。另外還有，目前我們可以看到的儲(chǔ)能系統(tǒng)里邊電池簇的輸出電壓，通常都不會(huì)超過1500V，一般來說都是在1000V以下，而1000V以下的電池簇，如果要和電網(wǎng)接口的話，要經(jīng)過一個(gè)PCS功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，直流變成交流并網(wǎng)，而這個(gè)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，如果電力電子比較熟的人都知道，逆變器通常都是降，就是直流電壓是1000V的時(shí)候交流電壓限電壓峰值肯定是低于1000V的。這個(gè)時(shí)候如果我們通過PCS要并網(wǎng)，肯定要并一個(gè)低壓電網(wǎng)，如果想并一個(gè)10千伏的，如果我們想并到這樣的電壓等級(jí)就要一個(gè)功率變壓器，這樣的方案損耗是相對(duì)比較大的。這是現(xiàn)在比較成熟的儲(chǔ)能方案，大概有這樣一些問題。

第一個(gè)問題，現(xiàn)在的儲(chǔ)能站里邊是由低壓的1000V以下的電池，通過PCS并到一個(gè)低壓電網(wǎng)，低壓電網(wǎng)通過變壓器升級(jí)，采用多級(jí)變壓器升壓效率比較低，我們做電力電子變換器設(shè)計(jì)的時(shí)候，我們只講效率，就是說有97%的損耗效率就有3%的損耗，如果做儲(chǔ)能的話我們充多少電，比如充一度電能放多少，這個(gè)時(shí)候就要6%損耗在變壓器上，現(xiàn)在PCS大概可以做到98%的效率，大概有4個(gè)點(diǎn)的損耗。所以說加起來效率是比較低的。

另外，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)有些復(fù)雜，我們?cè)趨f(xié)調(diào)控制的時(shí)候就會(huì)比較困難，因?yàn)樗且粋€(gè)多級(jí)的升壓并網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，每一臺(tái)儲(chǔ)能大概只有500千瓦/630千瓦時(shí)，有一大堆的儲(chǔ)能單元并聯(lián)組成，相互之間有一些困難，甚至還會(huì)發(fā)生一些諧振的現(xiàn)象。同時(shí)又一個(gè)多層的監(jiān)控系統(tǒng)，響應(yīng)速度相對(duì)比較慢，比如說現(xiàn)在鎮(zhèn)江的儲(chǔ)能系統(tǒng)為什么只能做削峰填谷，而不能做到二次調(diào)頻，就是因?yàn)轫憫?yīng)速度相對(duì)比較慢，大概是秒級(jí)的響應(yīng)速度。由于采用了比較大型的電池堆，我們剛才強(qiáng)調(diào)電池單元大概是500千瓦/630千瓦時(shí)，如果在1000V以下的直流電壓等級(jí)，通常找不到單體電池比如說500安時(shí)，小的電池100安時(shí)或者150安時(shí)的電池來并聯(lián)，這個(gè)時(shí)候如果并聯(lián)這個(gè)電池堆里面就會(huì)有很多并聯(lián)的電池，由于電池一致性比較高電池環(huán)流就會(huì)比較差，就會(huì)降低能量轉(zhuǎn)換的效率。

這里給大家報(bào)告一個(gè)高壓組網(wǎng)，面向百兆瓦級(jí)電池儲(chǔ)能可能是一種可以選擇的技術(shù)路徑，高壓組網(wǎng)，高壓組網(wǎng)方案啊是什么樣子的呢？我們這個(gè)電池如果組成電池簇的話，在座有好多液流電池的，我們對(duì)液流電池不太熟悉，但是鋰電池是不太適合電池并聯(lián)的，在很多工程里面都發(fā)現(xiàn)有一個(gè)環(huán)流，這個(gè)環(huán)流其實(shí)還是挺大的，這個(gè)環(huán)流會(huì)影響電池的一致性。所以現(xiàn)在如果我們不并聯(lián)的話，我們這個(gè)電池簇的容量可能就沒有辦法達(dá)到很大的容量，比如說如果我們用15安時(shí)的電池單體串聯(lián)成800V左右的電池簇，這個(gè)電池簇的容量其實(shí)不會(huì)太大，這個(gè)沒有關(guān)系。如果我們把這樣一個(gè)電池簇，通過一個(gè)H橋的模塊，把直流變成交流，H橋模塊是一個(gè)降壓型的模塊，直流電壓比交流電壓顯然是比較低的，如果我們把N個(gè)相同的模塊串聯(lián)起來的話，就可以形成一個(gè)高壓的電壓等級(jí)。如果用這樣的方法大家可以看到，這是一個(gè)電池簇，這個(gè)電池簇的容量不太大，100千瓦或者150千瓦，但是我通過電力電子的方法，把這樣一個(gè)小容量、小功率的電池簇我，輸出的電壓也比較低，可能800V到1000V的電壓，把它變成五六百V的交流電壓，如果把交流電壓串起來就可以串成比較高的電壓，會(huì)帶來什么好處呢？第一個(gè)，我在交流端口上不再需要一個(gè)供應(yīng)鏈就可以直接接入10千伏或者35千伏的電網(wǎng)，顯然我就可以省去功率電壓器的損耗，我們知道功率變流器的效率98.5%，有三點(diǎn)的損耗。第二個(gè)，有什么樣的好處呢？當(dāng)我們用這樣的架構(gòu)的時(shí)候BMS就可以簡(jiǎn)化，因?yàn)楸緛砦覀儽热缫鲆粋€(gè)大的儲(chǔ)能系統(tǒng)，這樣一個(gè)大的電池簇，一簇一簇的電池簇要并聯(lián)起來，形成大的電池簇。如果我們把每個(gè)電池簇都通過一個(gè)變流器連接到電網(wǎng)的時(shí)候，簇與簇之間如果人為的調(diào)荷電的均衡的時(shí)候，我們不再需要額外的BMS電池管理系統(tǒng)，完全可以通過我們的電力電子來實(shí)現(xiàn)。所以說BMS的成本就可以省，同時(shí)BMS的效率也可以提高。

另外，這種方法比較適合于拿低壓的電池接入一個(gè)中壓的電網(wǎng)，當(dāng)一個(gè)第一電池接入中壓電網(wǎng)的時(shí)候我們就不再需要花很多的時(shí)候去思考如何把這個(gè)電池電壓提高，因?yàn)殡姵仉妷禾岣咂鋵?shí)，一個(gè)是我們提高BMS的均衡，一個(gè)是提高電池本身的一致性。同時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)是由于變壓器對(duì)不同的電池簇進(jìn)行分割管控。大概提出這樣一種面對(duì)超大容量的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，通過H橋直流形成中壓并網(wǎng)的方案。

下面我跟大家報(bào)告一下叫做模塊化的儲(chǔ)能系統(tǒng)，這個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的基本原理還蠻簡(jiǎn)單的，上面的三條線是中亞的電網(wǎng)，10千伏或者35千伏的電網(wǎng)，這個(gè)電壓左邊這樣三個(gè)電源是交流的電，我們?cè)诘紫率敲總€(gè)電池簇通過H橋變成交流，串聯(lián)起來變成高壓的交流，這個(gè)由于電池產(chǎn)生的交流電壓跟電網(wǎng)之間的電壓之間有一個(gè)差別，這個(gè)左邊是電網(wǎng)的電壓，這個(gè)右邊是電池產(chǎn)生的電壓，如果我們可以控制H橋輸出的電壓的值的話，就可以控制電網(wǎng)側(cè)電流的值，當(dāng)電感電流動(dòng)率密度是一致的，這個(gè)時(shí)候很顯然就可以做到等于1的充電或者放電。如果它是垂直的，電流下角、電壓下角是垂直的，就可以實(shí)現(xiàn)無功的調(diào)壓功能，這是他一個(gè)基本的控制方法?？偨Y(jié)下來就是，通過電壓的出口電壓控制網(wǎng)側(cè)電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池組的充放電。通過功率解耦控制算法控制鏈?zhǔn)诫娐烦隹陔妷?，該電壓為各H橋電壓之和。為實(shí)現(xiàn)電池組的SOC均衡，各H橋電壓不相等。通過這樣一個(gè)電路我們可以實(shí)現(xiàn)模塊與模塊之間的電池的荷聯(lián)狀態(tài)的均衡。

下面報(bào)告一下儲(chǔ)能系統(tǒng)電梯容量設(shè)計(jì)的邊界，我們認(rèn)為，如果我們把電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能用這個(gè)方法來做的話，有很多好處，比如效率可以提高，電池簇與電池簇之間的均衡以及管理很多工作可以由功率轉(zhuǎn)化系統(tǒng)來做，所以安全性可能會(huì)提高，BMS的成本會(huì)降低、效率會(huì)提高。在這個(gè)情況下我們來分析一下，它最大的容量，如果按照現(xiàn)有的1000V—1500V電池串聯(lián)起來電壓大概的水平，按照我們商用的能找到的IGBT模塊器件功率變化等級(jí)，按照儲(chǔ)能系統(tǒng)要求的限制，跟大家報(bào)告一下，縱軸是最高的可以實(shí)現(xiàn)的容量，橫軸是按照安全性設(shè)計(jì)，電池系統(tǒng)的技術(shù)限制，我們可以看到，如果按照器件水平的限制，如果接入35千瓦，用一個(gè)變流器可以實(shí)現(xiàn)103兆瓦的變流器儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率。如果我們考慮電池系統(tǒng)的限制，電池電壓不能太高，如果我們用550安時(shí)的電流倍率的電池來串聯(lián)，而不是并聯(lián)的時(shí)候，我們可以計(jì)算得到電池儲(chǔ)能系統(tǒng)最大96兆瓦。如果再考慮一下安全邊界，比如冗余的設(shè)計(jì)，比如成本的控制，可以做到32兆瓦。這一條簇取一個(gè)最低的32兆瓦，理論上推導(dǎo)得到一個(gè)比較安全的35千伏接入的一個(gè)單體的儲(chǔ)能系統(tǒng)最大能量的邊界。

當(dāng)我們這個(gè)變流器用這個(gè)變流器來做的話，一個(gè)百兆瓦級(jí)的系統(tǒng)，主要的不同，我們可以明顯的看到這個(gè)架構(gòu)比較簡(jiǎn)單，首先變壓器減少了，不再有一個(gè)比如400V到350千伏，在這個(gè)系統(tǒng)里面只有35千伏到220千伏的變壓器。第二，在35千伏以下的電壓等級(jí)下面，這是一個(gè)儲(chǔ)能的變流器，變流器的各數(shù)減少了，就會(huì)帶來很多好處，當(dāng)它的個(gè)數(shù)減少系統(tǒng)分層就會(huì)比較少，信息傳遞的延時(shí)就會(huì)減少，儲(chǔ)能系統(tǒng)的響應(yīng)速度相對(duì)比較快。同時(shí)變流器與變流器之間控制的模型耦合，也不太容易發(fā)生系統(tǒng)穩(wěn)定性的問題，因?yàn)樗鼪]有400V的母線，也沒有熱電耦合的情況。

如果我們用適合高壓的方案，就是電池儲(chǔ)能系統(tǒng)方案的時(shí)候，它的電池管理系統(tǒng)的架構(gòu)可以看到，這個(gè)架構(gòu)跟剛才的架構(gòu)相比就比較簡(jiǎn)單，這是一個(gè)電池單元內(nèi)部的BMS來做模塊與模塊之間的均衡，單元和單元之間完全可以靠我們的功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)去做一個(gè)主動(dòng)的均衡，而不再需要電池管理系統(tǒng)來做均衡，這個(gè)時(shí)候可以大幅度的減少電池管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少它的成本，同時(shí)提高電池管理系統(tǒng)的效率，因?yàn)楹芏喙ぷ鞫际怯煽梢杂晒β兽D(zhuǎn)換系統(tǒng)來做的。

我們大概還進(jìn)行一些分享，現(xiàn)在也有一些配電網(wǎng)，不是交流的配電網(wǎng)，是中壓直流的配電網(wǎng)，這個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)剛才給大家報(bào)告可以看到，如果是一個(gè)中壓電網(wǎng)的時(shí)候報(bào)告了這樣一個(gè)H橋極聯(lián)的架構(gòu)，這是一個(gè)并聯(lián)系統(tǒng)，如果稍許做一些改變，如果這兩個(gè)并聯(lián)系統(tǒng)直流側(cè)伸出來之后，等于說把每個(gè)H橋極聯(lián)系統(tǒng)的終點(diǎn)，可以比較容易的把它形成公共的直流母線，就是說把它做成一個(gè)適合直流配電網(wǎng)應(yīng)用的儲(chǔ)能系統(tǒng)，這個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)跟單純接入交流電網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)相比，你可以認(rèn)為兩個(gè)系統(tǒng)等效并聯(lián)就可以實(shí)現(xiàn)直流配電網(wǎng)應(yīng)用的儲(chǔ)能系統(tǒng)，也可以把每一個(gè)原來的電力系統(tǒng)砍成兩半，每一半接到上一個(gè)，也可以接入配電網(wǎng)。

剛才跟大家報(bào)告了，如果我們把兩個(gè)鏈?zhǔn)阶儞Q器把它等效的并聯(lián)到交流電網(wǎng)上，同時(shí)在每一個(gè)變換器的終點(diǎn)置入直流電壓，如果在終點(diǎn)處的電壓是共荷電壓，是50赫茲的，是可以用來做三相荷聯(lián)均衡的控制，如果我們注入直流，顯然不具備荷電電壓均衡控制的能力，這個(gè)上面注入一個(gè)正值的電壓，下面注入一個(gè)負(fù)極的電壓，就可以形成公共的直流母線接入配電網(wǎng)，跟獨(dú)立的基于MMC—PCS的系統(tǒng)相比，更形成一個(gè)兼具儲(chǔ)能功能的柔直的系統(tǒng)。

下面報(bào)告一下百兆瓦級(jí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行與控制。這是一個(gè)極聯(lián)儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制框架，最主要的控制包括三部分：第一部分，功率解耦控制，就是我們剛才講的那個(gè)鏈路的平均模型，這里面就是涉及到我們把鏈路作為一個(gè)整體，從電網(wǎng)側(cè)來看，它只要控制自己的交流輸出電壓，跟中壓電網(wǎng)電壓插入一個(gè)強(qiáng)度，就可以控制電網(wǎng)。另外有兩個(gè)專門的控制，第二個(gè)，相間均衡控制。第三，相內(nèi)均衡控制。相間均衡控制，就是因?yàn)槲覀僅橋的系統(tǒng)是三相的，如果某一項(xiàng)跟其他兩項(xiàng)帶來的荷電不太均衡的時(shí)候，我們可以用相間控制的策略，通過我們電池功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)來做相與相之間電池的荷電電壓均衡。怎么做呢？主要在終點(diǎn)注入一個(gè)連續(xù)的交流電壓，當(dāng)我們注入一個(gè)連續(xù)的交流電壓的時(shí)候，就可以做到人為的去調(diào)節(jié)某一項(xiàng)的吸收或者發(fā)出的有功功率，跟其他兩項(xiàng)功率不一致。還有相內(nèi)的均衡控制，每一項(xiàng)可能都是鏈接組成，這個(gè)控制起來相對(duì)更加簡(jiǎn)單，只要控制每一項(xiàng)不同的電壓的值，就可以控制相的均衡。

這是具體內(nèi)部的交流測(cè)功率控制電壓，這就是相間均衡控制，可以看到，本來三相的H橋鏈路輸出的電壓應(yīng)該是相同的，就是終點(diǎn)電壓是0。如果我們通過注入連續(xù)，等于人為的調(diào)整了終點(diǎn)電源，讓終點(diǎn)電源發(fā)生了偏移，這個(gè)時(shí)候可以看到，三相電壓鐘點(diǎn)偏移之后，很顯然三相每一相的電源吸收或者發(fā)出的功率就已經(jīng)是不一致了。

另外我們剛才講H橋電流很多好處，效率會(huì)提升，PCS人為的控制荷電壓的均衡，BMS可以簡(jiǎn)化，同時(shí)BMS成本可以降低。當(dāng)然還是有一些壞處的，最主要的缺陷，如果我們用鏈?zhǔn)诫娐纷鰞?chǔ)能的話，H橋與H橋之間要做嚴(yán)格的電氣學(xué)，H橋之間還有一個(gè)，在這里給大家報(bào)告一個(gè)共模電流的路徑和聯(lián)系方法，時(shí)間關(guān)系不多做報(bào)告了。

下面給大家報(bào)告實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，我們做了額定功率40千瓦、交流電壓380V，每相H橋數(shù)20、電池模組24V/10安時(shí)，控制周期50us、開關(guān)頻率1K。我們做了一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)參數(shù)是交流電壓接入380V電壓，電池的電壓是24V，最終我們形成了這樣一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)小的量級(jí)，這是電池柜，這是PCS柜，這是交流電源，這是監(jiān)控系統(tǒng)。有一些實(shí)驗(yàn)的波形，驗(yàn)證了我們的電路是可靠的。

我們基于這樣的思路在南網(wǎng)做了一個(gè)工程示范，技術(shù)架構(gòu)跟剛才介紹的架構(gòu)是一樣的，這個(gè)示范樣機(jī)在10千伏效率，接入10千伏電網(wǎng)一共是2兆瓦電池、2兆瓦時(shí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，可以看到PCS效率高于98%，就是說PCS本身的效率是高于我們傳統(tǒng)抵押的PCS效率，同時(shí)沒有變壓器損耗的，就是說實(shí)際上抵押的PCS+變壓器跟這個(gè)相比，我們現(xiàn)在報(bào)告的架構(gòu)大概會(huì)有2個(gè)點(diǎn)的效率提升，這是南網(wǎng)是首個(gè)電網(wǎng)級(jí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)。時(shí)間關(guān)系，我們還做了35千伏的設(shè)計(jì)，這個(gè)就不跟大家報(bào)告了。

謝謝大家！（以上內(nèi)容根據(jù)速記整理，未經(jīng)嘉賓審核）