【晟运能源】新型储能系统中的储能变流器技术报告_21页_4mb

新型储能系统中的储能变流器技术总结

核心内容

新型储能系统中的储能变流器（PCS）技术是实现储能系统高效、安全、稳定运行的关键。本文介绍了储能变流器在电池友好、电网友好和用户友好方面的技术要求与解决方案，并展示了北京晟运能源科技有限公司在该领域的研究成果与产品应用。

主要观点

• 储能变流器需与储能电池特性相匹配，以延长电池寿命并提高容量利用率。
• 为提升电网稳定性，储能变流器应具备谐振抑制、构网型控制、连续故障穿越、振荡抑制等电网友好技术。
• 用户友好技术要求储能系统配置灵活、安装简便、运维高效。
• 新型电力电子器件如SiC和GaN在储能变流器中广泛应用，提升了能效和系统性能。
• 储能变流器需集成设计，包括PCS、BMS、EMS等模块，实现系统级优化与控制。

关键信息

电池友好技术

• 问题：电池特性差异导致“短板”效应。
• 应对方案：
  • 电池筛选与温度控制：无法解决长期运行和衰退问题。
  • 电池柔性成组技术：通过电力电子与电池的结合，优化电池匹配，降低单体不一致对整体的影响。
• 核心：对变流器拓扑结构进行优化设计，支持电池柔性成组，提升系统可靠性。

电网友好技术

• 交流适稳控制技术：
  • 谐振抑制技术：采用有源与无源阻尼混合应用，抑制弱电网与多变换器之间的谐振。
  • 构网型储能变流器技术：引入虚拟惯性、虚拟同步机控制等技术，提升系统响应速度和稳定性。
  • 适稳控制技术指标：
    • 一次调频响应时间 ≤50ms，调节时间 ≤100ms。
    • 连续故障穿越能力：电网电压正负序分离时间 <2ms，故障检测时间 <4ms，无功支撑响应时间 <10ms。
    • 支持 >16 台设备并机运行，具备宽频带振荡抑制能力。

新型电力电子器件应用

• SiC器件：用于大功率电力变换器，提升效率至98.62%。
• GaN器件：用于中小功率变换器，效率达98%。
• 应用案例：200kW×4大功率模块化充放电控制器，以及2.5kW/48V/375V双向隔离DC/DC变换器。

储能变流器融合设计

• PCS+BMS+EMS集成：实现系统运行状态的统一监测与优化。
• PCS+高压盒集成：提升系统集成度与可靠性。
• 技术特点：
  • 本地自治及多重保护机制。
  • 轻量级EMS集成，支持统一的SenLink OS平台。
  • 即插即用式APP，提升系统灵活性与可扩展性。

产品与应用

源网侧储能系统产品

• 产品型号：HESS-3450A13400、HESS-3450A7440、HESS-3000A2980。
• 系统参数：
  • 防护等级：IP54。
  • 运行温度：-30~+50℃（>45℃降额）。
  • 运行湿度：0~95%（无冷凝）。
  • 冷却方式：智能液冷+智能温控强制风冷。
  • 支持集中式与组串式变流系统。

用户侧储能系统产品

• 产品型号：HDES-100A200、HDES-200B372。
• 系统参数：
  • 防护等级：IP54。
  • 运行温度：-30~+50℃（>45℃降额）。
  • 运行湿度：0~95%（无冷凝）。
  • 冷却方式：智能温控强制风冷。
  • 支持多种通信协议，如MODBUS-TCP、IEC61850、IEC104等。

光储直柔系统产品

• 产品型号：HZlink-100IL、HZlink-200HL。
• 系统特点：
  • 开放直流母线架构，支持分布式电源接入。
  • 适用于建筑直流配电、光储充电等场景。
  • 支持主动功率响应、定制化运行策略。

项目案例

• 房山项目：120kW/350kWh光储充储能电站，河北省重点项目。
• 河南三门峡项目：1.5GW/3GWh共享储能电站，整区推进。
• 湖南常德项目：20MW/80MWh储能电站，战略合作伙伴协同。
• 广东广州项目：0.5MW/2MWh工商储能电站，光储一体化示范项目。
• 山东海化项目：10MW/20MWh储能电站，光伏强配储能项目。
• 河北丰宁项目：300MW/1200MWh共享储能电站，河北省重点项目。
• 山西朔州项目：400MW/800MWh共享储能电站，已完成方案设计及EPC招标。
• 广西钦州项目：200MW/400MWh共享储能电站，广西省第一批示范性项目。

技术优势

• 电网适稳技术：提升并网电能质量，具备连续高低电压穿越与振荡抑制能力。
• 综合能效优化技术：实时调整功率回路与热管理运行方式，提升系统整体效率。
• 实时仿真技术：基于dSPACE、RT-LAB、Typhoon HIL、RTDS等平台，完成多种储能变流器技术路线的研究与验证。

产品特点

• 一体化集成：满足多样化需求，方便安装与使用。
• 模块化扩展：功率可自由配置，支持替换、升级与扩容。
• 智能化控制：具备主动功率调节、故障穿越和谐振主动抑制功能。
• 通用化组网：开放直流母线架构，支持灵活接入与自主分布控制。

公司简介

北京晟运能源科技有限公司专注于新型储能技术的研究与产品开发，提供储能设备、系统集成与服务的一站式解决方案。公司技术实力雄厚，产品覆盖源网侧、用户侧及光储直柔等多个应用场景，致力于推动储能技术的创新与应用。