新型電力系統(tǒng)背景下的配電網(wǎng)移動(dòng)電力技術(shù)與應(yīng)用

1、新型電力系統(tǒng)背景下的配電網(wǎng)移動(dòng) 電力技術(shù)與應(yīng)用2021年9月目錄CONTENTS2技術(shù)體系2背景需求134應(yīng)用場(chǎng)景 已有成果5未來(lái)展望長(zhǎng)期以來(lái)，電網(wǎng)公司主要通過(guò)鋪設(shè)網(wǎng)架模式為目標(biāo)區(qū)域供電，在新型 電力系統(tǒng)發(fā)展背景下，供電新場(chǎng)景越來(lái)越多，諸如：重大活動(dòng)保電、電力 緊急供應(yīng)、電動(dòng)汽車充電、企業(yè)及個(gè)人戶外活動(dòng)等特殊場(chǎng)景，隨著儲(chǔ)能與 電力電子技術(shù)的不斷成熟，移動(dòng)電力技術(shù)及其應(yīng)用有著廣闊的發(fā)展空間。31 背景需求季節(jié)性 需求源側(cè)分布式電源與負(fù)荷 時(shí)段性不平衡輔助控制 跨時(shí)間傳輸網(wǎng)側(cè)同一區(qū)域內(nèi)臺(tái)區(qū) 負(fù)載差距大分時(shí)共用 跨空間互濟(jì)擴(kuò)容改造難 資產(chǎn)利用低周期性 需求荷側(cè)零投訴 快速移動(dòng)常態(tài)重要負(fù)荷增多需求應(yīng)急

2、保電多樣化靈活組網(wǎng) 自適應(yīng)運(yùn)行災(zāi)害災(zāi)害應(yīng)急供電呈現(xiàn)需求多元融合新特征現(xiàn)狀/需求能源消納難 電能質(zhì)量差場(chǎng)景適應(yīng)難 業(yè)務(wù)效率低多資源耦合 組網(wǎng)要求高1 背景需求5目錄CONTENTS2技術(shù)體系5背景需求134應(yīng)用場(chǎng)景 已有成果5未來(lái)展望應(yīng)用層面 的概念可移動(dòng)的具有電力供應(yīng)、能源存儲(chǔ)與傳輸?shù)男⌒凸╇娤到y(tǒng)、儲(chǔ)能型分布式資源。移動(dòng)電力 內(nèi)涵特征1.能量跨空間傳輸與互濟(jì)(季節(jié)性特征)3.多場(chǎng)景低碳移動(dòng)電力服務(wù)：(支撐電 網(wǎng)、運(yùn)維業(yè)務(wù)、作為離網(wǎng)電源2.能量跨時(shí)間傳輸與互濟(jì)：(多時(shí)間尺 度)(天-周-季)4.多種能源接入與轉(zhuǎn)化（臨時(shí)能源站）（能源互聯(lián)網(wǎng)未來(lái)應(yīng)用模式探索）2 技術(shù)體系移動(dòng)電力分類形態(tài)構(gòu)成功能移動(dòng)

3、能源站移動(dòng)微電網(wǎng)儲(chǔ)能型移動(dòng)資源服務(wù)運(yùn)維型服務(wù)電網(wǎng)型服務(wù)用戶型可吊裝集裝箱與車一體 移動(dòng)發(fā)電車車載方艙可吊裝集裝箱車載方艙與車一體電動(dòng)汽車儲(chǔ)能型分布式資源6機(jī)器人充電樁優(yōu)點(diǎn)：采用柴發(fā)與UPS+蓄電池 的組合，解決純柴油發(fā)電機(jī)動(dòng)態(tài)、 輕載電能質(zhì)量差、啟動(dòng)慢及純電池 快速增容難等問(wèn)題。缺點(diǎn)：柴發(fā)噪音大，震動(dòng)大，排 放污染氣體，難以適用于電能質(zhì)量和 環(huán)境高要求的場(chǎng)合。電池如采用UPS 不易并聯(lián)，變流環(huán)節(jié)串入系統(tǒng)，能效 低，能回饋能力低；如采用PCS，柴 儲(chǔ)配合難。2 技術(shù)體系典型拓?fù)浼夹g(shù)路線1：移動(dòng)柴儲(chǔ)車支撐電網(wǎng)運(yùn)維搶修，服務(wù)客戶用電負(fù)荷未經(jīng)處理電源自動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)ATS柴油發(fā)電機(jī)市電開(kāi)關(guān)蓄電池72 技術(shù)

4、體系典型拓?fù)?技術(shù)路線2：移動(dòng)飛輪儲(chǔ)能車支撐電網(wǎng)運(yùn)維搶修，服務(wù)客戶用電優(yōu)點(diǎn)： 能量密度高： 100 200 wh/ kg，5000l0000w/kg；工作效率高達(dá)90%；體積 小、重量輕；工作溫度范圍寬，對(duì)環(huán)境溫度沒(méi) 有嚴(yán)格要求；使用壽命長(zhǎng)：不受重復(fù)深度放電 影響，能夠循環(huán)幾百萬(wàn)次運(yùn)行。缺點(diǎn)：成本比較高：高速轉(zhuǎn)動(dòng)的飛輪對(duì)材料要 求很高；能量浪費(fèi)：飛輪一旦充電，就會(huì)不停 轉(zhuǎn)動(dòng)下去；飛輪軸承維護(hù)成本高：在高速的運(yùn) 轉(zhuǎn)下磨損加快老化，需經(jīng)常更換，每年維護(hù)。89技術(shù)路線3：移動(dòng)鋰離子電池儲(chǔ)能車典型拓?fù)?：交流供電交流開(kāi)關(guān)柜為1進(jìn)3出， 分別連接電網(wǎng)、交流 負(fù)荷和儲(chǔ)能系統(tǒng)2 技術(shù)體系提升配電網(wǎng)運(yùn)行方式靈

5、活性、支撐電網(wǎng)運(yùn)維搶修，服務(wù)客戶用電典型拓?fù)?無(wú)直流供電母線，僅滿足交流負(fù)荷需求，目前市面上最常見(jiàn)類型。優(yōu)點(diǎn)：電池技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì) 兼具，控制靈活，滿足電網(wǎng)、運(yùn) 維、客戶全場(chǎng)景應(yīng)用要求。缺點(diǎn)：鋰離子電池在電網(wǎng)中應(yīng) 用的安全質(zhì)量把關(guān)與監(jiān)管需要提升； 不同場(chǎng)景的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和全環(huán)節(jié)技術(shù) 管理待建立；全場(chǎng)景；高溫高寒環(huán) 境保溫散熱技術(shù)須攻克；熱插拔接 口的應(yīng)用。10技術(shù)路線3：移動(dòng)鋰離子電池儲(chǔ)能車典型拓?fù)? : 交直流供電優(yōu)點(diǎn)：可看成帶儲(chǔ)能的集約化移動(dòng)交直流微電網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)更豐富的接入?yún)f(xié)調(diào)“源-網(wǎng)-何-儲(chǔ)” 優(yōu)化運(yùn)行，具備多端口、多級(jí)聯(lián)、多流向和多形態(tài)等特征；交直流接入、主動(dòng)故障隔離、無(wú)功補(bǔ) 償、即插即用

6、等功能已經(jīng)超出傳統(tǒng)儲(chǔ)能車的概念。缺點(diǎn)：也是難點(diǎn)，多端口解耦算法設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)端口之間控制協(xié)調(diào)與優(yōu)化。2 技術(shù)體系典型拓?fù)?11技術(shù)路線4：移動(dòng)能源站前瞻研究階段：產(chǎn)品與市場(chǎng)均未成熟，待挖掘根據(jù)電氣物理系統(tǒng)、燃?xì)馕锢硐到y(tǒng)和熱力物理系統(tǒng)不同能源形式慣量特征和延時(shí)特性，基于慣 量控制和自律控制，實(shí)現(xiàn)快速支撐電網(wǎng)和快速響應(yīng)用戶需求的低時(shí)延就地協(xié)調(diào)控制。多能源系統(tǒng)雙端口有源網(wǎng)絡(luò)等效模型移動(dòng)能源站網(wǎng)架結(jié)構(gòu)2 技術(shù)體系目錄CONTENTS2技術(shù)體系12背景需求134應(yīng)用場(chǎng)景 已有成果5未來(lái)展望針對(duì)電網(wǎng)、運(yùn)維、客戶三大服務(wù)對(duì)象，移動(dòng)電力典型應(yīng)用場(chǎng)景歸納為不停電作 業(yè)、活動(dòng)保電、離網(wǎng)供電、災(zāi)害應(yīng)急、臺(tái)區(qū)增容。不停電

7、 作業(yè)保電供電臺(tái)區(qū)消缺電動(dòng)汽車充電檢修總表更換小區(qū)檢修體育賽事保電重要會(huì)議保電慶典、活動(dòng)保電政治活動(dòng)保電電力搶修野外作業(yè)道路救援應(yīng)急搶險(xiǎn)離網(wǎng)軍事增容茶區(qū)電炒茶魚蝦塘增氧泵旅游重地多供電區(qū)柔性互聯(lián)其它電能替代服務(wù)客戶型服務(wù)運(yùn)維型 服務(wù)客戶型服務(wù)電網(wǎng)型 服務(wù)運(yùn)維型服務(wù)電網(wǎng)型133 應(yīng)用場(chǎng)景14無(wú)人機(jī)巡檢電力檢修野外作業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景1：檢修與臨時(shí)供電實(shí)現(xiàn)不停電作業(yè)與臨時(shí)電源服務(wù)接入電力運(yùn)維檢修現(xiàn)場(chǎng)，充分發(fā)揮備用或應(yīng)急電源作用， 避免因電力維修而導(dǎo)致停電，提升配電網(wǎng)可靠性；同時(shí)為無(wú)人 機(jī)、機(jī)器人、檢修照明等檢修設(shè)備提供優(yōu)質(zhì)供電?，F(xiàn)場(chǎng)接線方式離網(wǎng)軍事活動(dòng)偏遠(yuǎn)牧區(qū)3 應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用場(chǎng)景2：災(zāi)難應(yīng)急供電提升極端災(zāi)

8、害下應(yīng)急供電的及時(shí)性與靈活性通過(guò)無(wú)線通信接入應(yīng)急指揮調(diào)度體系，在突發(fā)事件下快速救援，分 散恢復(fù)供電；極端災(zāi)害后，靈活并聯(lián)增容，快速重建源網(wǎng)荷友好互動(dòng)機(jī) 制，以移動(dòng)電力為基礎(chǔ)快速重啟電、氣、熱及交通的互聯(lián)?，F(xiàn)場(chǎng)接線方式153 應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用場(chǎng)景3：能量互聯(lián)與傳輸提供能源互聯(lián)網(wǎng)背景下一種分布式能源系 統(tǒng)存儲(chǔ)與傳輸?shù)耐緩竭\(yùn)行指導(dǎo)云調(diào)控可用于能源互聯(lián)網(wǎng)下的能量存儲(chǔ)與傳輸，接收時(shí)空調(diào)控系統(tǒng)命令，實(shí)現(xiàn)能源孤島時(shí)空互聯(lián)， 增強(qiáng)分布式能源系統(tǒng)的能源利用率、可靠性和應(yīng)對(duì)突發(fā)情況的能力。 能量交互分布式能源離網(wǎng)微電網(wǎng)偏遠(yuǎn)牧區(qū)充電站大電網(wǎng)移動(dòng)能量路由內(nèi)部示意圖163 應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用場(chǎng)景4：活動(dòng)保電電網(wǎng)故障，重要負(fù)荷“零

9、感知”重大賽事、政治會(huì)議、大型會(huì)展對(duì)保電供電需求日益增多，即插即用、 多類型移動(dòng)電力設(shè)備自適應(yīng)并聯(lián)、故障無(wú)縫并離網(wǎng)切換的移動(dòng)電力在保電服務(wù)中將發(fā)揮日趨顯著的作用。零閃斷并離網(wǎng)切換零條件接入單/三相負(fù)荷靈活并聯(lián),穩(wěn)定增容即插即用,自適應(yīng)運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)接線方式173 應(yīng)用場(chǎng)景應(yīng)用場(chǎng)景5：臺(tái)區(qū)臨時(shí)增容負(fù)荷峰谷時(shí)段，靈活接入變電站的臨時(shí)擴(kuò)容改造方案，降低變壓器過(guò) 載損耗，提高儲(chǔ)能的利用效率，降低全社會(huì)能源開(kāi)發(fā)利用成本?，F(xiàn)場(chǎng)接線方式18提升臺(tái)區(qū)供電能力3 應(yīng)用場(chǎng)景目錄CONTENTS2技術(shù)體系19背景需求134應(yīng)用場(chǎng)景 已有成果5未來(lái)展望5.產(chǎn)品1國(guó)網(wǎng)上海能源互聯(lián)網(wǎng)研究院為推動(dòng)低碳移動(dòng)儲(chǔ)能在電網(wǎng)中的多場(chǎng)景應(yīng)用

10、與高效支撐，已研發(fā)出輕- 中型多系列多功能移動(dòng)儲(chǔ)能車/能源站，具備靈活機(jī)動(dòng)、靈活調(diào)配、靈活并網(wǎng)、靈活組網(wǎng)重要屬性。并 在方案架構(gòu)、結(jié)構(gòu)外觀、控制策略、能量管理等方面受理了多項(xiàng)發(fā)明專利。12345主要技 術(shù)參數(shù)結(jié)構(gòu)： 車一體化 車載運(yùn)式電能質(zhì)量并網(wǎng)電流THD：3%（滿載）；交 流離網(wǎng)電壓：400V； 離網(wǎng)輸出電壓THD:1%（線性負(fù)載），5%（非線性負(fù)載）容量：全系列 10-100kW； 30kWh200kWh其他最大轉(zhuǎn)換效率: 不低于97%；并 離網(wǎng)切換時(shí)間： 小于10ms帶載能力倍長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)過(guò)載，倍短時(shí)過(guò)（10min）； 具備帶100%不平衡負(fù)載 運(yùn)行能力4 已有成果205.產(chǎn)品2 移動(dòng)電力

11、運(yùn)維系統(tǒng)利用4G/5G和北斗通信與運(yùn)維云主站進(jìn)行多時(shí)間尺度信息交互，實(shí)現(xiàn)多個(gè)移動(dòng)能源站地理 位置、運(yùn)行工況的全面監(jiān)控，構(gòu)建以“一端兩網(wǎng)”為基礎(chǔ)的時(shí)空智慧物聯(lián)體系，為客戶提供泛 在服務(wù)。4 已有成果21揚(yáng)州國(guó)際半程馬拉松保電揚(yáng)州萬(wàn)福公交車充電站不斷電檢修儲(chǔ)能投運(yùn)前 投入輸出40kW 投入輸出100kW22臺(tái)區(qū)消峰填谷5.應(yīng)用自主研發(fā)的30kW/45kWh皮卡車載型、100kW/100kWh 輕卡型兩款輕型移動(dòng)儲(chǔ)能車，并順 利完成了揚(yáng)州國(guó)際半程馬拉松、首屆運(yùn)河文化旅游博覽會(huì)保電、電動(dòng)汽車充電站不斷電檢修、臺(tái)區(qū) 消峰填谷等多項(xiàng)任務(wù)。4 已有成果目錄CONTENTS2技術(shù)體系23背景需求134應(yīng)用場(chǎng)景

12、 已有成果5未來(lái)展望跟蹤多類型儲(chǔ)能技術(shù)，探索在儲(chǔ)能在電網(wǎng)中安全經(jīng)濟(jì)應(yīng)用技術(shù)。儲(chǔ)能技術(shù)技術(shù)路線能量密度（Wh/kg）功率密度（W/kg）配置成本（元/kWh）物理儲(chǔ)能抽水蓄能0.5-1.5-300-500壓縮空氣儲(chǔ)能30-60-2200-2500飛輪儲(chǔ)能5-50180-18003500化學(xué)儲(chǔ)能鉛酸電池30-200100-300500-1000鉛碳電池100-400200-5002000-5000鋰電池150-300500-20001100-6000釩電池80-130100-2003000-4500鈉硫電池80-200100-2001500-2300電磁儲(chǔ)能超級(jí)電容5-107000-200009500-13500超導(dǎo)0.05-51000-102415000壓縮空氣燃料電池飛輪儲(chǔ)能化學(xué)儲(chǔ)能500010000循環(huán)次數(shù)成本功率密度5 未來(lái)展望2構(gòu)建移動(dòng)電力標(biāo)準(zhǔn)