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

1、新型電力系統(tǒng)背景下的配電網(wǎng)移動 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)用場景 已有成果5未來展望長期以來，電網(wǎng)公司主要通過鋪設(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，供電新場景越來越多，諸如：重大活動保電、電力 緊急供應(yīng)、電動汽車充電、企業(yè)及個人戶外活動等特殊場景，隨著儲能與 電力電子技術(shù)的不斷成熟，移動電力技術(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 時段性不平衡輔助控制 跨時間傳輸網(wǎng)側(cè)同一區(qū)域內(nèi)臺區(qū) 負(fù)載差距大分時共用 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)用場景 已有成果5未來展望應(yīng)用層面 的概念可移動的具有電力供應(yīng)、能源存儲與傳輸?shù)男⌒凸╇娤到y(tǒng)、儲能型分布式資源。移動電力 內(nèi)涵特征1.能量跨空間傳輸與互濟(jì)(季節(jié)性特征)3.多場景低碳移動電力服務(wù)：(支撐電 網(wǎng)、運(yùn)維業(yè)務(wù)、作為離網(wǎng)電源2.能量跨時間傳輸與互濟(jì)：(多時間尺 度)(天-周-季)4.多種能源接入與轉(zhuǎn)化（臨時能源站）（能源互聯(lián)網(wǎng)未來應(yīng)用模式探索）2 技術(shù)體系移動電力分類形態(tài)構(gòu)成功能移動

3、能源站移動微電網(wǎng)儲能型移動資源服務(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 移動發(fā)電車車載方艙可吊裝集裝箱車載方艙與車一體電動汽車儲能型分布式資源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)動態(tài)、 輕載電能質(zhì)量差、啟動慢及純電池 快速增容難等問題。缺點(diǎn)：柴發(fā)噪音大，震動大，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 儲配合難。2 技術(shù)體系典型拓?fù)浼夹g(shù)路線1：移動柴儲車支撐電網(wǎng)運(yùn)維搶修，服務(wù)客戶用電負(fù)荷未經(jīng)處理電源自動轉(zhuǎn)換開關(guān)ATS柴油發(fā)電機(jī)市電開關(guān)蓄電池72 技術(shù)

4、體系典型拓?fù)?技術(shù)路線2：移動飛輪儲能車支撐電網(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，對環(huán)境溫度沒 有嚴(yán)格要求；使用壽命長：不受重復(fù)深度放電 影響，能夠循環(huán)幾百萬次運(yùn)行。缺點(diǎn)：成本比較高：高速轉(zhuǎn)動的飛輪對材料要 求很高；能量浪費(fèi)：飛輪一旦充電，就會不停 轉(zhuǎn)動下去；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：移動鋰離子電池儲能車典型拓?fù)?：交流供電交流開關(guān)柜為1進(jìn)3出， 分別連接電網(wǎng)、交流 負(fù)荷和儲能系統(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)?無直流供電母線，僅滿足交流負(fù)荷需求，目前市面上最常見類型。優(yōu)點(diǎn)：電池技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢 兼具，控制靈活，滿足電網(wǎng)、運(yùn) 維、客戶全場景應(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：移動鋰離子電池儲能車典型拓?fù)? : 交直流供電優(yōu)點(diǎn)：可看成帶儲能的集約化移動交直流微電網(wǎng)，可實現(xiàn)更豐富的接入?yún)f(xié)調(diào)“源-網(wǎng)-何-儲” 優(yōu)化運(yùn)行，具備多端口、多級聯(lián)、多流向和多形態(tài)等特征；交直流接入、主動故障隔離、無功補(bǔ) 償、即插即用

6、等功能已經(jīng)超出傳統(tǒng)儲能車的概念。缺點(diǎn)：也是難點(diǎn)，多端口解耦算法設(shè)計，實現(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：移動能源站前瞻研究階段：產(chǎn)品與市場均未成熟，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特性，基于慣 量控制和自律控制，實現(xiàn)快速支撐電網(wǎng)和快速響應(yīng)用戶需求的低時延就地協(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)用場景 已有成果5未來展望針對電網(wǎng)、運(yùn)維、客戶三大服務(wù)對象，移動電力典型應(yīng)用場景歸納為不停電作 業(yè)、活動保電、離網(wǎng)供電、災(zāi)害應(yīng)急、臺區(qū)增容。不停電

7、 作業(yè)保電供電臺區(qū)消缺電動汽車充電檢修總表更換小區(qū)檢修體育賽事保電重要會議保電慶典、活動保電政治活動保電電力搶修野外作業(yè)道路救援應(yīng)急搶險離網(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)用場景14無人機(jī)巡檢電力檢修野外作業(yè)應(yīng)用場景1：檢修與臨時供電實現(xiàn)不停電作業(yè)與臨時電源服務(wù)接入電力運(yùn)維檢修現(xiàn)場，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；同時為無人 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)場接線方式離網(wǎng)軍事活動偏遠(yuǎn)牧區(qū)3 應(yīng)用場景應(yīng)用場景2：災(zāi)難應(yīng)急供電提升極端災(zāi)

8、害下應(yīng)急供電的及時性與靈活性通過無線通信接入應(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)荷友好互動機(jī) 制，以移動電力為基礎(chǔ)快速重啟電、氣、熱及交通的互聯(lián)?，F(xiàn)場接線方式153 應(yīng)用場景應(yīng)用場景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)下的能量存儲與傳輸，接收時空調(diào)控系統(tǒng)命令，實現(xiàn)能源孤島時空互聯(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)移動能量路由內(nèi)部示意圖163 應(yīng)用場景應(yīng)用場景4：活動保電電網(wǎng)故障，重要負(fù)荷“零

9、感知”重大賽事、政治會議、大型會展對保電供電需求日益增多，即插即用、 多類型移動電力設(shè)備自適應(yīng)并聯(lián)、故障無縫并離網(wǎng)切換的移動電力在保電服務(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)場接線方式173 應(yīng)用場景應(yīng)用場景5：臺區(qū)臨時增容負(fù)荷峰谷時段，靈活接入變電站的臨時擴(kuò)容改造方案，降低變壓器過 載損耗，提高儲能的利用效率，降低全社會能源開發(fā)利用成本?，F(xiàn)場接線方式18提升臺區(qū)供電能力3 應(yīng)用場景目錄CONTENTS2技術(shù)體系19背景需求134應(yīng)用場景 已有成果5未來展望5.產(chǎn)品1國網(wǎng)上海能源互聯(lián)網(wǎng)研究院為推動低碳移動儲能在電網(wǎng)中的多場景應(yīng)用

10、與高效支撐，已研發(fā)出輕- 中型多系列多功能移動儲能車/能源站，具備靈活機(jī)動、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)切換時間： 小于10ms帶載能力倍長時間持續(xù)過載，倍短時過（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)行多時間尺度信息交互，實現(xiàn)多個移動能源站地理 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)州國際半程馬拉松保電揚(yáng)州萬福公交車充電站不斷電檢修儲能投運(yùn)前 投入輸出40kW 投入輸出100kW22臺區(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儲能車，并順 利完成了揚(yáng)州國際半程馬拉松、首屆運(yùn)河文化旅游博覽會保電、電動汽車充電站不斷電檢修、臺區(qū) 消峰填谷等多項任務(wù)。4 已有成果目錄CONTENTS2技術(shù)體系23背景需求134應(yīng)用場景

12、 已有成果5未來展望跟蹤多類型儲能技術(shù)，探索在儲能在電網(wǎng)中安全經(jīng)濟(jì)應(yīng)用技術(shù)。儲能技術(shù)技術(shù)路線能量密度（Wh/kg）功率密度（W/kg）配置成本（元/kWh）物理儲能抽水蓄能0.5-1.5-300-500壓縮空氣儲能30-60-2200-2500飛輪儲能5-50180-18003500化學(xué)儲能鉛酸電池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電磁儲能超級電容5-107000-200009500-13500超導(dǎo)0.05-51000-102415000壓縮空氣燃料電池飛輪儲能化學(xué)儲能500010000循環(huán)次數(shù)成本功率密度5 未來展望2構(gòu)建移動電力標(biāo)準(zhǔn)