储能行业是否面临电能质量问题?

时间:2017-09-27 17:26来源:ZLG致远电子

摘要:2014年以来随着电池成本的下降,储能行业的发展日趋渐盛。电池作为化学储能的载体,其技术的革新有利于储能行业在市场中的应用普及,然而解决了电池材料,储能行业真的就可以高枕无忧了么?

2014年以来随着电池成本的下降,储能行业的发展日趋渐盛。电池作为化学储能的载体,其技术的革新有利于储能行业在市场中的应用普及,然而解决了电池材料,储能行业真的就可以高枕无忧了么?

一、储能行业现状
随着能源互联网的发展,储能作为一种新型行业如雨后春笋版悄然崛起,并成为了新能源领域重要一环。在国际大环境下,各国都在为“低碳减排”这一重任贡献自己的一份力,美国、日本、德国等先进国家都在大幅削减对环境造成严重污染的化石能源发电,普及应用风能、太阳能等可再生能源发电,同时大力推进储能技术在电网中的应用,数据显示,今年全球储能市场规模将达25亿美元。从整体来看,风光电站、分布式及微网发电、调频辅助服务等对储能均需求巨大。目前我国正面临产业升级与经济转型,未来将有大量高新技术产业涌现,对电力质量的要求也将随之提高,这些都为储能行业的发展创造了新的机遇。


 
图 1  

二、储能行业面临的问题
虽然发展形势良好,储能行业仍面临诸多问题。首先是政府的大力支持,就我国而言,虽然党和国家高度重视储能产业发展, 2014年11月19日,国务院办公厅发布的《能源发展战略行动计划(2014-2020年)》确立了储能为9个重点创新领域之一,大容量储能为20个重点创新方向之一。但由于没有颁布产业界期望的储能产业扶持政策,储能产业始终不温不火。

当然打铁还需自身硬,政府的支持是一方面,其次最主要的还是技术攻关,如何通过高效的方式得到我们想要的可利用的电能呢?接下来就和大家重点聊一聊。目前电能储存技术分为三大类:物理储能、化学储能和其他方式储能(如电磁储能、相变储能等)。相比物理储能,化学储能的应用场景更为广泛;相比超导储能等新兴技术,化学储能技术产业化应用更为成熟。因此,化学储能成为各国储能产业研发和创新的重点领域,而化学储能的创新不可避免的就要研制新的电池材料,其大量使用 UPS 电池及逆变器所带来的电能质量问题日益严重 ,如谐波、闪变、电压暂升暂将、不平衡等等,其中谐波问题较为凸显。


 
图 2

产生谐波的主要原因就是 UPS 电池的使用,UPS 电池已成为化学储能的关键性技术,其相对电网而言是一个非线性负载,在工作时会产生大量谐波。以配置6脉冲整流器的 UPS 为例,其输入功率因数一般为0.75左右,谐波大于30%。谐波使电能的生产、传输和利用的效率降低,导致电气设备过热、产生振动和噪声,并使绝缘老化,使用寿命缩短,甚至发生故障。同时引起电力系统局部并联谐振或串联谐振,使谐波含量放大,致使电池烧毁。谐波还会引起继电保护和自动装置误动作,使电能计量出现混乱。对于电力系统外部,谐波对通信设备和电子设备会产生严重干扰。由此可见对于谐波等电能质量问题,不容忽略,我们通过先进的技术存储了大量的能量,却不能使用,岂不徒劳无功?

 
图 3  谐波危害图

二、准确捕获电能质量问题
由此不难发现储能行业所带来便利的同时,电能质量问题也必须得到相应的重视,相关的产品和技术正在应用,广州致远电子自主研发的电能质量分析仪 E6500 非常适用于新能源行业,如风能行业、光伏行业、核电能源、生物质能、电动汽车等行业,它可以捕捉故障现场的谐波、电压波动、闪变、功率和三相不平衡等常见的电能质量问题,为智能电网、新能源、电气化铁路和大型工业用户提供电能质量方面的性能评估和治理决策。E6500 自带独有的逆变器检测功能,直接测量逆变器转换效率,同时支持单向/三相逆变器 可测直流电压、电流、功率、纹波电压,可测交流电压电流有效值、频率、视在功率、有功功率等参数。

 
图 4  某现场实测电流波形

同时 E6500 支持10分钟原始采样点录波功能,对数据进行无缝记录,支持 50/60Hz 工频录波,然后通过上位机软件进行二次分析。如图所示为录波功能测量的电压谐波畸变率图。
 
图 5  电压谐波畸变图
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