由于風(fēng)能、太陽(yáng)能資源的波動(dòng)性和間歇性，以及新能源發(fā)電設(shè)備中電力電子元件的弱電網(wǎng)適應(yīng)性，新能源安全穩(wěn)定運(yùn)行和有效消納問(wèn)題非常突出：一、新能源大規(guī)模脫網(wǎng)事故頻發(fā)，僅2011年就發(fā)生50萬(wàn)kW以上風(fēng)電脫網(wǎng)事故8起，風(fēng)電機(jī)組脫網(wǎng)3800余次，損失電力487萬(wàn)kW，脫網(wǎng)事故造成電網(wǎng)有功功率缺額，引發(fā)系統(tǒng)頻率降低，危及電網(wǎng)運(yùn)行安全;二是棄風(fēng)/棄電現(xiàn)象嚴(yán)重，2012年和2013年全國(guó)棄風(fēng)電量分別達(dá)到208億kW˙h和162億kW˙h，約占當(dāng)年風(fēng)電總發(fā)電量的20%和10%，盡管政府和行業(yè)企業(yè)進(jìn)行了多方努力，新能源發(fā)電的消納問(wèn)題較之前有了較大的改善，但是2017年前三季度，國(guó)家能源局提供的數(shù)據(jù)顯示，新疆和甘肅等地的棄風(fēng)/棄電仍然超過(guò)20%。因此，新能源并網(wǎng)安全和有效消納已成為我國(guó)新能源可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸。
基于解決上面問(wèn)題，儲(chǔ)能的加入就勢(shì)在必行。事實(shí)證明，無(wú)論在削峰填谷、分時(shí)調(diào)度、調(diào)頻調(diào)峰等各個(gè)方面，儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)都非常明顯。那進(jìn)行儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就變?yōu)楸匾?，由于大?guī)模的儲(chǔ)能技術(shù)還需要完善和經(jīng)濟(jì)性，我只闡述“分布式光伏+”儲(chǔ)能項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
一、儲(chǔ)能電氣系統(tǒng)的組成儲(chǔ)能型分布式光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)主要用于配合光伏發(fā)電，因此，整個(gè)系統(tǒng)包括光伏組件、開(kāi)關(guān)站、儲(chǔ)能電池組、電池管理系統(tǒng)、逆變器、電能表及儲(chǔ)能電站聯(lián)合控制調(diào)度系統(tǒng)等。儲(chǔ)能接網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)架如下圖1所示。
圖1儲(chǔ)能接網(wǎng)系統(tǒng)構(gòu)架
二、電氣主接線(xiàn)設(shè)計(jì)儲(chǔ)能電站的電氣主接線(xiàn)應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)能電站的電壓等級(jí)、規(guī)劃容量、線(xiàn)路和變壓器連接元件總數(shù)、儲(chǔ)能單元設(shè)備特點(diǎn)等條件確定，并應(yīng)滿(mǎn)足供電可靠、運(yùn)行靈活性、操作檢修方便、投資節(jié)約和便于過(guò)渡或擴(kuò)建等要求，儲(chǔ)能電站接入方式應(yīng)滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)Q/GDW564—2010《儲(chǔ)能系統(tǒng)接入配電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》，儲(chǔ)能電站高壓側(cè)可采用線(xiàn)路變壓器組、單母線(xiàn)、單母線(xiàn)分段、橋形接線(xiàn)等簡(jiǎn)單接線(xiàn)方式。
三、電氣一次設(shè)備與選擇儲(chǔ)能電站電氣設(shè)備性能應(yīng)滿(mǎn)足儲(chǔ)能電站各種運(yùn)行方式的要求。儲(chǔ)能電站電氣設(shè)備和導(dǎo)體選擇應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB50060-2008《3~110kV高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》和DL/T5222—2005《導(dǎo)體和電器選擇設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》，對(duì)于20kV以下儲(chǔ)能電站還應(yīng)滿(mǎn)足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50053-2013《20kV及下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。
四、儲(chǔ)能電站的設(shè)備布置儲(chǔ)能電站電氣設(shè)備布置應(yīng)結(jié)合方式、設(shè)備形式及儲(chǔ)能電站總體布置綜合因素確定。儲(chǔ)能電站電氣設(shè)備布置應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50060-2008《3~110kV高壓配電裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。對(duì)于20kV以下儲(chǔ)能電站還應(yīng)滿(mǎn)足現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50053-2013《20kV及下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。
五、儲(chǔ)能電站站用電電源設(shè)計(jì)儲(chǔ)能電站站用電源配置應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)能電站的功能定位、重要性、可靠性要求等條件確定。儲(chǔ)能電站站用電源的設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50054-2011《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。儲(chǔ)能電站站用電源應(yīng)滿(mǎn)足站內(nèi)操作、照明及其他動(dòng)力用電。儲(chǔ)能電站的備用電源可引自光伏站站用備用變壓器或單獨(dú)從10kV配電網(wǎng)中引接備用電源。
六、電纜的選擇與敷設(shè)儲(chǔ)能電站電纜選擇與敷設(shè)的設(shè)計(jì)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50217-2007《電力工程電纜設(shè)計(jì)規(guī)范》的規(guī)定。
鋰電池的電池分系統(tǒng)基本上由電池模塊按一定容量放置在電池柜內(nèi)，因此電纜進(jìn)、出線(xiàn)宜由下端引出，宜采用電纜橋架敷設(shè)。
液流電池具有強(qiáng)酸腐蝕性，存在滲漏的可能性，為了弱堿其對(duì)進(jìn)、出線(xiàn)的腐蝕，推薦進(jìn)、出線(xiàn)由上端引出，采用電纜橋架敷設(shè)。
七、儲(chǔ)能電站電氣二次設(shè)計(jì)儲(chǔ)能電站的二次系統(tǒng)是保障儲(chǔ)能電站安全、穩(wěn)定運(yùn)行不可或缺的重要部分。儲(chǔ)能電站的二次配置應(yīng)與全站的電氣一次系統(tǒng)統(tǒng)籌考慮。儲(chǔ)能電站的二次系統(tǒng)主要包括變電站綜合自動(dòng)化、繼電保護(hù)和安全自動(dòng)化裝置、電池管理系統(tǒng)和儲(chǔ)能電站監(jiān)控系統(tǒng)等。實(shí)現(xiàn)與其他二次系統(tǒng)的無(wú)縫切換，接受電網(wǎng)公司的調(diào)度是二次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。
八、儲(chǔ)能電站土建設(shè)計(jì)儲(chǔ)能電站的建、構(gòu)筑物的設(shè)計(jì)應(yīng)做到統(tǒng)一規(guī)劃、造型協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)合理、整體性好、生產(chǎn)及生活方便，便于施工及維護(hù)。儲(chǔ)能電站總平面布置應(yīng)按最終規(guī)模進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，目前儲(chǔ)能裝置一般都采用集裝箱式。
總結(jié)
對(duì)電網(wǎng)公司來(lái)說(shuō)，儲(chǔ)能對(duì)電網(wǎng)適用性強(qiáng)、友好性強(qiáng)。隨著大規(guī)模的分布式項(xiàng)目+儲(chǔ)能項(xiàng)目的應(yīng)用，期盼早日完成《關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》中對(duì)儲(chǔ)能“十三五”的定位要求：儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入商業(yè)化初期。儲(chǔ)能對(duì)于能源體系轉(zhuǎn)型起到關(guān)鍵作用。
