《電子技術(shù)應(yīng)用》
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儲(chǔ)能行業(yè)是否面臨電能質(zhì)量問題

2017-09-28
來源:ZLG致遠(yuǎn)電子

  2014年以來隨著電池成本的下降,,儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展日趨漸盛,。電池作為化學(xué)儲(chǔ)能的載體,其技術(shù)的革新有利于儲(chǔ)能行業(yè)在市場(chǎng)中的應(yīng)用普及,,然而解決了電池材料,,儲(chǔ)能行業(yè)真的就可以高枕無憂了么,?

  一、儲(chǔ)能行業(yè)現(xiàn)狀

  隨著能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,,儲(chǔ)能作為一種新型行業(yè)如雨后春筍版悄然崛起,,并成為了新能源領(lǐng)域重要一環(huán)。在國(guó)際大環(huán)境下,,各國(guó)都在為“低碳減排”這一重任貢獻(xiàn)自己的一份力,,美國(guó)、日本,、德國(guó)等先進(jìn)國(guó)家都在大幅削減對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重污染的化石能源發(fā)電,,普及應(yīng)用風(fēng)能、太陽能等可再生能源發(fā)電,,同時(shí)大力推進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用,,數(shù)據(jù)顯示,今年全球儲(chǔ)能市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)25億美元,。從整體來看,,風(fēng)光電站、分布式及微網(wǎng)發(fā)電,、調(diào)頻輔助服務(wù)等對(duì)儲(chǔ)能均需求巨大,。目前我國(guó)正面臨產(chǎn)業(yè)升級(jí)與經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型,未來將有大量高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)涌現(xiàn),,對(duì)電力質(zhì)量的要求也將隨之提高,,這些都為儲(chǔ)能行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了新的機(jī)遇。

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  圖 1

  二,、儲(chǔ)能行業(yè)面臨的問題

  雖然發(fā)展形勢(shì)良好,,儲(chǔ)能行業(yè)仍面臨諸多問題。首先是政府的大力支持,,就我國(guó)而言,,雖然黨和國(guó)家高度重視儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展, 2014年11月19日,,國(guó)務(wù)院辦公廳發(fā)布的《能源發(fā)展戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃(2014-2020年)》確立了儲(chǔ)能為9個(gè)重點(diǎn)創(chuàng)新領(lǐng)域之一,,大容量?jī)?chǔ)能為20個(gè)重點(diǎn)創(chuàng)新方向之一。但由于沒有頒布產(chǎn)業(yè)界期望的儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)扶持政策,,儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)始終不溫不火,。

  當(dāng)然打鐵還需自身硬,政府的支持是一方面,,其次最主要的還是技術(shù)攻關(guān),,如何通過高效的方式得到我們想要的可利用的電能呢?接下來就和大家重點(diǎn)聊一聊,。目前電能儲(chǔ)存技術(shù)分為三大類:物理儲(chǔ)能,、化學(xué)儲(chǔ)能和其他方式儲(chǔ)能(如電磁儲(chǔ)能、相變儲(chǔ)能等),。相比物理儲(chǔ)能,,化學(xué)儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景更為廣泛;相比超導(dǎo)儲(chǔ)能等新興技術(shù),,化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用更為成熟,。因此,,化學(xué)儲(chǔ)能成為各國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)研發(fā)和創(chuàng)新的重點(diǎn)領(lǐng)域,而化學(xué)儲(chǔ)能的創(chuàng)新不可避免的就要研制新的電池材料,,其大量使用UPS電池及逆變器所帶來的電能質(zhì)量問題日益嚴(yán)重 ,,如諧波、閃變,、電壓暫升暫將,、不平衡等等,其中諧波問題較為凸顯,。

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  圖 2

  產(chǎn)生諧波的主要原因就是UPS電池的使用,,UPS電池已成為化學(xué)儲(chǔ)能的關(guān)鍵性技術(shù),其相對(duì)電網(wǎng)而言是一個(gè)非線性負(fù)載,,在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量諧波,。以配置6脈沖整流器的UPS為例,其輸入功率因數(shù)一般為0.75左右,,諧波大于30%,。諧波使電能的生產(chǎn)、傳輸和利用的效率降低,,導(dǎo)致電氣設(shè)備過熱,、產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲,并使絕緣老化,,使用壽命縮短,,甚至發(fā)生故障。同時(shí)引起電力系統(tǒng)局部并聯(lián)諧振或串聯(lián)諧振,,使諧波含量放大,,致使電池?zé)龤АVC波還會(huì)引起繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置誤動(dòng)作,,使電能計(jì)量出現(xiàn)混亂,。對(duì)于電力系統(tǒng)外部,諧波對(duì)通信設(shè)備和電子設(shè)備會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重干擾,。由此可見對(duì)于諧波等電能質(zhì)量問題,,不容忽略,我們通過先進(jìn)的技術(shù)存儲(chǔ)了大量的能量,,卻不能使用,,豈不徒勞無功?

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  圖 3  諧波危害圖

  二,、準(zhǔn)確捕獲電能質(zhì)量問題

  由此不難發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)能行業(yè)所帶來便利的同時(shí),,電能質(zhì)量問題也必須得到相應(yīng)的重視,相關(guān)的產(chǎn)品和技術(shù)正在應(yīng)用,廣州致遠(yuǎn)電子自主研發(fā)的電能質(zhì)量分析儀E6500非常適用于新能源行業(yè),,如風(fēng)能行業(yè),、光伏行業(yè)、核電能源,、生物質(zhì)能,、電動(dòng)汽車等行業(yè),它可以捕捉故障現(xiàn)場(chǎng)的諧波,、電壓波動(dòng)、閃變,、功率和三相不平衡等常見的電能質(zhì)量問題,,為智能電網(wǎng)、新能源,、電氣化鐵路和大型工業(yè)用戶提供電能質(zhì)量方面的性能評(píng)估和治理決策,。E6500自帶獨(dú)有的逆變器檢測(cè)功能,直接測(cè)量逆變器轉(zhuǎn)換效率,,同時(shí)支持單向/三相逆變器 可測(cè)直流電壓,、電流、功率,、紋波電壓,,可測(cè)交流電壓電流有效值、頻率,、視在功率,、有功功率等參數(shù)。

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  圖 4  某現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)電流波形

  同時(shí)E6500支持10分鐘原始采樣點(diǎn)錄波功能,,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行無縫記錄,,支持50/60Hz工頻錄波,然后通過上位機(jī)軟件進(jìn)行二次分析,。如圖所示為錄波功能測(cè)量的電壓諧波畸變率圖,。

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  圖 5  電壓諧波畸變圖


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