国网电科院高工单鹏珠：青海黄河水电20MW 储能示范项目支撑平台介绍

中国化学与物理电源行业协会储能应用分会产业政策研究中心统计数据显示，截止到2017年底，全球光热及风光发电并网储能项目共计246个，装机总规模达10.3GW。新能源发电侧建大型储能电站对促进可再生能源消纳，缓解日益突出的弃风、弃光问题，提高电网安全稳定运行水平意义重大，备受行业关注。

9月19日-20日，2018首届全国发电侧储能技术与应用高层研讨会在西安召开，就进一步推进储能在发电侧上的项目规划、安全施工、系统集成技术应用、运营模式、电网接入、标准体系、风光储电站考核机制、调度模式、储能项目备案、审批流程和体制机制等方面展开深入讨论。

国网电力科学研究院有限公司研究员级高工单鹏珠出席会议并发表专题演讲《光储联合运行及控制策略研究》。

以下为发言实录：

下面由我来做《光储联合运行及控制策略研究》，我的汇报结合我们做的一个项目来开展，我的介绍主要分四个部分，第一是对项目做一个简单介绍，第二个介绍一下我们的支撑平台，第三个是关键技术，第四就是光储能量管理系统。

首先我对我们储能项目做一个简单的介绍，我们黄上（黄河上游水电）20兆瓦项目，有一套分散式储能系统，还有一套集中式储能系统，这个是我们现场的一个工作地点的图片。分散式储能一共配置有16个光伏储能，光伏容量是17.7兆瓦，配置了16个储能单元，可用容量是6.2兆瓦时，主要采用集装箱安装方式，白色就是储能单元；集中式储能一共配置了5套储能单元，可用容量是5兆瓦时，采用户外集装箱的安装方式，这个是我们集中式储能的现场的航拍图片，我们这个项目的建设目的是利用储能电池和光伏的互补特性，实现了联合运行，通过光伏的联合运行，一方面可以降低光伏的波动对电网的影响，同时还可以提高光伏的发电质量。

第二个我介绍一下我们的支撑平台。我们目前在新能源电站的建设过程中，所面临的比较棘手的一个问题，就是数据规模的不断增大，因为光伏电站数据量，包括储能站的数据量是非常庞大的，由此所引起的数据的分析和存储的压力大，同时实质性也提出很高的要求，此外在硬件配置和系统扩展性方面，系统规模不断增大，导致它的问题比较大，我们南瑞集团研发了新一代的新能源一体化解决平台，解决目前面临的这些问题，我们平台主要有四个特征，数据化、信息化、网络化、智能化，我们对新能源电站的实时数据、过程的图档等进行数据化的处理，在信息化方面我们采用了先进的传感技术、计算机技术和通讯技术，在网络化方面采用了互联网技术、云技术、移动技术实现了数据的全面分享，在智能化方面主要有一些大数据分析、挖掘，还有辅助决策的功能，这是一体化平台的整体构架，全面遵循了国家能源局的电力系统安全防护的规定，在安全一区有自动发电控制、自动电压控制、能源管理、实时监控，安全二区配置了数据分析、发电计划、功率预测等应用，信息管理大区主要有一些设备的状态检测，包括安全防护管理、生产管理等等，这是一体化平台的软件框架，可以实现对风电场、储能电站的实时监控、联合运行及调度管理，最大程度实现资源优化和能源的效率化，这是能源一体化平台的特点，首先支持1850模型，采用了分布式数据采集和结构化的存储，支持多种协议和多种平台，我们的一体化平台便于快速部署和集中的维护，支持异地的容灾和弹性配置。

下面我介绍关键技术，第一个就是虚拟化技术，将底层的软硬件包括服务器、储存、网络设备、操作系统和应用软件等建立起一个共享的运行环境，提高它的使用效率，同时我们可以减少应用服务器在现场的布置数量，降低用户的建设成本，这是我们的虚拟化技术。第二个是数据的审核和清理，我们知道新能源电站的数据非常庞大，我们有必要对这些电站数据进行质量的审核和清洗，我们通过完全性的检查、相关性的检查，实现数据的清洗和审核，第三个就是分布式实时数据库，采用的分布式结构，便于系统的维护，通过分布式部署，解决新能源系统海量数据的问题，现在数据达到了1400万点，我们通过分布式数据库解决了实时性的问题。

下面是时序数据库，我们引入了数据吞吐量更大、压缩比更高的时序性数据库，下面我们介绍一下我们的智能报警系统，新能源电站海量数据不仅有实时性、存储方面的困难，对于电站的运行人员，数据的报警信息也非常庞大，我们在现场经常会看到运行人员的简报不停往上翻，我们为了解决报警信息大量刷屏对运行人员造成的影响，包括报警信息没有相关的一致性，不利于运行人员对故障的判断，我们研发了这个系统，对大量报警信息的梳理和筛选，对数据相关性做了相应的处理，便于运行人员的指导，这个是我们的智能报警系统。

下面我介绍一下我们在20兆瓦的EMS系统，这是系统图，在中间场站层配置了数据服务器、应用服务器还有网关通讯站、两台操作员站等，对采集到光伏子阵进行分析挖掘，还有报表，应用服务器就是应用EMS能量管理系统，网关就是采集光伏的实时数据，同时会把EMS的控制指令下发，远端控制就是跟电网调度系统的数据进行交互，我们存在三层数据流，在调度层面有急控和调度数据流。

下面我介绍一下我们的EMS系统的控制方式，有三种控制方式，一个是电站控制，一个是集控控制，还有一个调度控制，急控控制的时候，EMS系统可接受来自新能源集控中心下发的功率控制指令，在运行模式方面，我们设计了曲线和定值两种模式，曲线模式是总功率调节设值来源于调度、集控下发的功率日计划曲线，定值就是调度、集控下法的遥调值，或本地操作员的设定值。

我下面介绍一下我们的EMS系统的软件功能，基于功率平衡的原理，首先是储能系统的容量限制，第二个就是PCS的限制，第三个是组变容量的限制，光伏和PCS是共用一个组变单元，存在允许临时的超容量的情况，我们还设置了一个容量的限制，右边是EMS系统的软件框图，左边是控制模式，在接口模块EMS支持从AGC系统获得一些数据，也支持直采功能。在控制方面有计划跟踪、调峰调频、削峰填谷，还有随动控制、平滑控制、容量控制，调整储能系统的功率弥补调度下发的控制值，弥补缺额，我们同时以电池的效率和寿命作为优化目标，进行一个储能的分配。

下面介绍一下我们的保持策略，我们有六种保护策略，第一个是功率调节保护，一个就是功率采样的非法，现场光伏或者储能逆变器非常多，若个个逆变器出现功率异常，采样值超过额定的份额，超过了10%，我们认为整个功率采样已经失去控制，已经不可信了，EMS系统进行功率的调节，这个和实际的功率会产生更大的缺额，这是功率调节方面的保护。在电池容量保护方面，在电池充满或者放空的时候，我们会根据相关的策略，会切换到其他的储能系统。第三个就是电气事故保护，第四就是通信故障保护，第五就是PCS故障保护，第六就是BMS故障保护。这是现场的PCS的现场监视图，这是集中式储能的界面，这是现场运行的一个截图。

目前来看现场的调试出现四方面的环节可以提高，第一个就是通信可靠性方面，目前用的都是网络方式，目前通信方式可靠性还要提高，第二个就是调节速率，第三个是电池可控性，部分电池出于对寿命的考虑，充放电电量受到限制，额度达不到要求。第四个光伏MPPT，我们光的最大功率要更进一步的考虑。

介绍一下我们的效益，在直接效益方面，我们可以很好的解决弃光限电的问题，可以提高光储响应能力，延长电池使用寿命，提高运行维护效率，实现减员增效。在社会效益，光储联合运营模式的推广应用，进一步提高光伏发电规模，积极培育光伏储能应用市场。我的介绍完毕，谢谢！

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