吴鸣-新型电力系统背景下的配电网移动电力技术与应用

新型电力系统背景下的配电网移动电力技术与应用国网上海能源互联网研究院有限公司2021年9月目录CONTENTS2技术体系2背景需求13应用场景4已有成果5未来展望 长期以来，电网公司主要通过铺设网架模式为目标区域供电，在新型电力系统发展背景下，供电新场景越来越多，诸如：重大活动保电、电力紧急供应、电动汽车充电、企业及个人户外活动等特殊场景，随着储能与电力电子技术的不断成熟，移动电力技术及其应用有着广阔的发展空间。1 背景需求3季节性需求源侧分布式电源与负荷时段性不平衡辅助控制跨时间传输网侧同一区域内台区负载差距大分时共用跨空间互济扩容改造难资产利用低周期性需求荷侧重要负荷增多应急保电多样化零投诉快速移动常态需求灾害应急供电呈现多元融合新特征灵活组网自适应运行灾害需求现状/需求能源消纳难电能质量差场景适应难业务效率低多资源耦合组网要求高1 背景需求75目录CONTENTS5技术体系2背景需求13应用场景4已有成果5未来展望76应用层面的概念可移动的具有电力供应、能源存储与传输的小型供电系统、储能型分布式资源。移动电力内涵特征1.能量跨空间传输与互济(季节性特征)2.能量跨时间传输与互济：(多时间尺度)(天-周-季)3.多场景低碳移动电力服务：(支撑电网、运维业务、作为离网电源4.多种能源接入与转化（临时能源站）（能源互联网未来应用模式探索）2 技术体系移动电力分类形态构成功能与车一体移动能源站移动微电网储能型移动资源服务运维型服务电网型服务用户型可吊装集装箱移动发电车车载方舱可吊装集装箱车载方舱与车一体电动汽车储能型分布式资源机器人充电桩7技术路线1：移动柴储车 优点：采用柴发与UPS+蓄电池的组合，解决纯柴油发电机动态、轻载电能质量差、启动慢及纯电池快速增容难等问题。 缺点：柴发噪音大，震动大，排放污染气体，难以适用于电能质量和环境高要求的场合。电池如采用UPS不易并联，变流环节串入系统，能效低，能回馈能力低；如采用PCS，柴储配合难。2 技术体系典型拓扑l 支撑电网运维抢修，服务客户用电负荷未经处理电源自动转换开关ATS柴油发电机市电开关蓄电池8技术路线2：移动飞轮储能车2 技术体系 优点：能量密度高：100～200wh/kg，5000～l0000w/kg；工作效率高达90%；体积小、重量轻；工作温度范围宽，对环境温度没有严格要求；使用寿命长：不受重复深度放电影响，能够循环几百万次运行。l 支撑电网运维抢修，服务客户用电典型拓扑1缺点：成本比较高：高速转动的飞轮对材料要求很高；能量浪费：飞轮一旦充电，就会不停转动下去；飞轮轴承维护成本高：在高速的运转下磨损加快老化，需经常更换，每年维护。 9技术路线3：移动锂离子电池储能车 典型拓扑1：交流供电典型拓扑1交流开关柜为1进3出，分别连接电网、交流负荷和储能系统2 技术体系l 提升配电网运行方式灵活性、支撑电网运维抢修，服务客户用电无直流供电母线，仅满足交流负荷需求，目前市面上最常见类型。 优点：电池技术与经济性优势兼具，控制灵活，满足电网、运维、客户全场景应用要求。 缺点：锂离子电池在电网中应用的安全质量把关与监管需要提升；不同场景的技术标准和全环节技术管理待建立；全场景；高温高寒环境保温散热技术须攻克；热插拔接口的应用。10技术路线3：移动锂离子电池储能车 典型拓扑2 : 交直流供电优点：可看成带储能的集约化移动交直流微电网，可实现更丰富的接入协调“源-网-何-储”优化运行，具备多端口、多级联、多流向和多形态等特征；交直流接入、主动故障隔离、无功补偿、即插即用等功能已经超出传统储能车的概念。缺点：也是难点，多端口解耦算法设计，实现端口之间控制协调与优化。2 技术体系典型拓扑211技术路线4：移动能源站 前瞻研究阶段：产品与市场均未成熟，待挖掘 根据电气物理系统、燃气物理系统和热力物理系统不同能源形式惯量特征和延时特性，基于惯量控制和自律控制，实现快速支撑电网和快速响应用户需求的低时延就地协调控制。多能源系统双端口有源网络等效模型移动能源站网架结构2 技术体系目录CONTENTS12技术体系2背景需求13应用场景4已有成果5未来展望13713针对电网、运维、客户三大服...