11月10-11日，由湖南省能源局指导，中国化学与物理电源行业协会储能应用分会主办的“第三届全国电源侧储能技术及应用高层研讨会”在长沙华天酒店召开。来自电网公司、设计院、系统集成商等领域的400余人参加了本次研讨会。
会议期间，南瑞继保电气有限公司设计院院长朱晓彤分享了主题报告《大容量风储联合运行控制方案及工程实践》。
朱晓彤：各位领导、各位专家、各位嘉宾，我报告题目是《大容量风储联合运行控制方案及工程实践》。
电源侧储能在风电大规模接入的时候，是可以参与调峰，调频等辅助服务市场的，国家最近也出了一些政策，会议资料里面也都有，就不强调了，在电源侧加装储能是这两年的热点，怎能把电源侧储能的事情做好，我们进行了的思考，同时也依托安徽华能蒙城风储这个项目把事情展开。
简单介绍一下项目的情况，安徽蒙城风储联合的项目，是按照风机装机容量20%规模配置，额定容量40兆瓦40兆瓦时，布置在小涧和许疃升压站。
这个项目目标是以缓解华东电网调峰压力，增加优质的调峰资源，配置发电侧储能，参与电力调节后的收益，是项目建设的目标，我们按照这个目标进行设计。储能容量是按照母线风机容量20%配置，35KV侧各设置了考核点，小涧是30兆瓦时本期一次上齐，许疃站本期10MWh，预留35KV母线10MWh。
(图)这是相关接入站的主接线，按照储能的模块进行设计，2.98MWh磷酸铁锂电池舱，4X630KW的PCS，2800KVA升压变构成2.5MWh储能单元。整个站一共是四个单元并接接入35kV I段，8单元并接接入35kV II段。
这个平面布置是储能设备是跟风厂挨在一起，使用了原来生活区预留的场地，占地43X44平方米。南北竖向布置，安装规模30MWh，本期一次上齐。
许疃是10兆瓦-10兆瓦时的，共设置了4个2.5MW模块化储能单元，包括3组AC-DC储能单元。AC-DC+DC-DC储能单元是业主自有新技术应用，实现电池簇的节能和细化管理。
许疃也是在预留场地内，按照整体方正布置，从电池布置上做了一些考虑。讲到容量的问题，刚才湖南综合能源公司单总强调了容量的问题，是按照电网侧的容量来考虑，电网侧容量2.5MWh，要达到80%，直流侧到交流侧，通过我们计算也差不多。包括放电深度、电池系统放电效率，PCS其他损耗整个算下来直流侧2.985MWh，这是容量问题，基本上80%不到一点。储能舱分系统构成，大家都很清楚了，就不多说了。
电池仓一共20个电池簇，每个簇18个模块+一个高压箱串联，储能舱是20个电池簇，能量密度还是比较高的。每个电池模块是单体电芯。
这是升压变流舱的布置图，包含负荷开关室、变压器室、变流器室，结构比较紧凑，空间布置通过三维的设置，最终的布置非常集约化。
设计过程和施工过程，是从5月初启动开始设计，通过整个5月完成从初设到施工移交，6月初就施工开始，8月底项目通过安徽电网的验收，从设计角度来讲给我们时间也不多。
6月3号刚刚开始正式签订合同，有些工作实际上是提前进行了，到8月27号2个月不到的时间，整个工程通过了电网的并网验收。我们公司是做整体的EPC，设计阶段和设备生产在厂内各种协调做起来相对比较顺，才可以短时间内快速的实施完成。当时业主也说，这个项目确实只有你们能够这么短时间内达到他们的预期要求，他们的预期是8月底一定要并网。
下面是在这个项目中做的一些创新工作的考虑。
控制模式这是大家关心的，风储联合运行怎么控制，总结来说有两个模式，一是调度直调储能模式，相当于是大负荷又是电源;二是调度统调模式，对风场来看，储能和风场指令内部协调控制。
风储联合运行的方式下，电网调度对这种有什么需求?从调度的需求来说，风储发电的EMS功率系统要满足电网调度的要求，希望参与电网的调峰、调频、调压，这是电网侧带来的要求。用户侧的需求，是要在安全运行的前提下，提高风电资源利用率，风电场出力性能满足“两个细则”要求，追求最大发电效益。所以控制必须要安全，在整体约束的情况下首先要保证是安全运行的，然后优先满足调度的要求，等电网侧的需求满足了，而系统又可用性的情况下，发电侧再多做一些功能提高经济效率，比如说减少弃风等。
分两个层面考虑控制，稳态，正常运行的情况下，考虑三个模式，一是减少弃电的控制模式，有些地方风场还有消纳的问题，限电的时候要控制储能充电，湖南晚上风场出力比较大，到了白天反而少了，正好是晚上充电，白天可以放电，其实还可以再更狠一点，风场满出力的情况下，通过储能提高风场的收益;二是风功率预测补偿模式，有的时候不限电，风场每天会提供风功率预测曲线，这个调度也会对风场进行考核，可以通过储能把曲线跟预测的一致，通过这种方式减少考核的扣款。三是AVC模式，储能系统参与到无功电压控制，提高整站无功调节能力，可替代部分SVG容量，节省建设成本，这也是提高风场经济效益的手段。
讲完稳态控制，就要提到快速响应。风场希望参与到电网的一次调频，甚至是紧急功率支撑模式和紧急电压支撑模式，控制系统快速做响应，对技术要求水平是比较高的。我们考虑的优先级是储能快速控制系统优先于稳态下，实现方式是配置储能协调控制器，通过并网点电压频率，实现应用功能。当然这个要跟调度或者是实际的需求进行匹配，到了一个省有很多的储能站的时候，就可以做电网的紧急功率支撑。
开展了全三维的设计，因为主要是小涧原来的预留场地比较小，我们通过三维的设计，在更加紧凑情况下，碰撞的隐患可以避免，同时布局更加合理，从初设到施工都是三维设计，包括各个专业，水工结构都开始做全三维的设计。
通过三维设计，总平布局方面，优化了PCS舱进线的模式，采用模块化设计，布局上面考虑合理的布局，电缆路径最少，成本最优。检修方面模块化方式更加适合检修。
大家目前都很关心效率问题，在项目中设计了精准的能效监控系统，首次在大型储能站实现了能效精准监测，能效节约下来都是钱。在储能站各个回路，包括辅助用电回路、充放电主回路，额外设计了很多交流电表、直流电表、分流器等。通过优化的设计，只增加了0.1%的投资，这非常容易接受。后面做储能效能分析的时候可以做能效控制方面的改进。
调试方面，全面保障电池本体安全，联合调试系统化调试方面做了很多工作，直流侧增加了相关的项目，使得调试更加完善。
下面介绍一下储能系统四个主要产品的特点，因为好的项目离不开好的产品。
PCS，我们采用的是电网级可靠设计，是跟电网保护设备同架构，同时跟很多电池也有配合的经验，我们还有比较有特色的故障录波，方便故障分析，储能那么多电池，如果没有很好的数据展示要找问题是非常困难的。
PMS，率先实现快速功率控制，毫秒级延时，全站功率响应30到60毫秒，满足紧急情况下电网对储能电站的要求。
储能站的监控也是很大的难点，比如含有大量的模块的温度信息，相关数据要上来，对于监控系统是很大的挑战，我们本来就做大的新能源集中监控，都是一体化考虑，联合运行的话储能系统在站端是一体化的，同时还有一体化的集中监控平台，我们很多新能源企业也在使用集中监控，对于所有的场站监控更加如鱼得水了。目前来看，监控平台最大的特点是大容量的存储，许疃已经超过4万点，小涧已经超过12万点，随着需求的增加，还会大量的增加，需要强大的系统把信息送上来。
BMS，是核心的控制部分。我们采用原生的IEC61850通讯，高效传输、快速响应;有系统在线诊断，电池及系统异常预警，丰富数据记录等功能。
总结和展望部分，一是新能源快速发展的背景下怎么发挥更大的作用，我们也会进一步深入研究风储联合控制，充分发挥储能作用。
储能的安全性和综合效率，加大研究电池BMS系统监控及故障退出系统，火灾分区消防方案，以及各个消防手段的应用研究，最大限度保证储能电站的安全性，相信通过合理的配置和设计，一定可以在效率方面有所提升。
和创新非常重要。到2050年，海上浮动能力将占所有海上风电的三分之一。
