12.吳鳴-新型電力系統背景下的配電網移動電力技術與應用.pdf

1、新型電力系統背景下的配電網移動電力技術與應用國網上海能源互聯網研究院有限公司2021年9月目目錄錄CONTENTS2技術體系2 2背景需求1 13 3應用場景4 4已有成果5 5未來展望 長期以來，電網公司主要通過鋪設網架模式為目標區域供電，在新型電力系統發展背景下，供電新場景越來越多，諸如：重大活動保電、電力緊急供應、電動汽車充電、企業及個人戶外活動等特殊場景，隨著儲能與電力電子技術的不斷成熟，移動電力技術及其應用有著廣闊的發展空間。1 背景需求3季節性需求源側分布式電源與負荷時段性不平衡輔助控制跨時間傳輸網側同一區域內臺區負載差距大分時共用跨空間互濟擴容改造難資產利用低周期性需求荷側重要負

2、荷增多應急保電多樣化零投訴快速移動常態需求災害應急供電呈現多元融合新特征靈活組網自適應運行災害需求現狀/需求能源消納難電能質量差場景適應難業務效率低多資源耦合組網要求高1 背景需求75目目錄錄CONTENTS5技術體系2 2背景需求1 13 3應用場景4 4已有成果5 5未來展望76應用層面的概念可移動的具有電力供應、能源存儲與傳輸的小型供電系統、儲能型分布式資源。移動電力內涵特征1 1.能能量量跨跨空空間間傳傳輸輸與與互互濟濟(季季節節性性特特征征)2 2.能能量量跨跨時時間間傳傳輸輸與與互互濟濟：(多多時時間間尺尺度度)(天天-周周-季季)3 3.多多場場景景低低碳碳移移動動電電力力服服務

3、務：(支支撐撐電電網網、運運維維業業務務、作作為為離離網網電電源源4 4.多多種種能能源源接接入入與與轉轉化化（臨臨時時能能源源站站）（能能源源互互聯聯網網未未來來應應用用模模式式探探索索）2 技術體系移動電力分類形態構成功能與車一體移動能源站移動微電網儲能型移動資源服務運維型服務電網型服務用戶型可吊裝集裝箱移動發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機器人充電樁7技術路線1：移動柴儲車 優點：采用柴發與UPS+蓄電池的組合，解決純柴油發電機動態、輕載電能質量差、啟動慢及純電池快速增容難等問題。缺點：柴發噪音大，震動大，排放污染氣體，難以適用于電能質量和環境高要求的場

4、合。電池如采用UPS不易并聯，變流環節串入系統，能效低，能回饋能力低；如采用PCS，柴儲配合難。2 技術體系典型拓撲l 支撐電網運維搶修，服務客戶用電負負荷荷未經處理電源自自動動轉轉換換開開關關ATS柴柴油油發發電電機機市市電電開開關關蓄蓄電電池池8技術路線2：移動飛輪儲能車2 技術體系 優點：能量密度高：100200wh/kg，5000l0000w/kg；工作效率高達90%；體積小、重量輕；工作溫度范圍寬，對環境溫度沒有嚴格要求；使用壽命長：不受重復深度放電影響，能夠循環幾百萬次運行。l 支撐電網運維搶修，服務客戶用電典型拓撲1缺點：成本比較高：高速轉動的飛輪對材料要求很高；能量浪費：飛輪一

5、旦充電，就會不停轉動下去；飛輪軸承維護成本高：在高速的運轉下磨損加快老化，需經常更換，每年維護。9技術路線3：移動鋰離子電池儲能車 典型拓撲1：交流供電典型拓撲1交流開關柜為1進3出，分別連接電網、交流負荷和儲能系統2 技術體系l 提升配電網運行方式靈活性、支撐電網運維搶修，服務客戶用電無直流供電母線，僅滿足交流負荷需求，目前市面上最常見類型。優點：電池技術與經濟性優勢兼具，控制靈活，滿足電網、運維、客戶全場景應用要求。缺點：鋰離子電池在電網中應用的安全質量把關與監管需要提升；不同場景的技術標準和全環節技術管理待建立；全場景；高溫高寒環境保溫散熱技術須攻克；熱插拔接口的應用。10技術路線3：移

6、動鋰離子電池儲能車 典型拓撲2:交直流供電優點：可看成帶儲能的集約化移動交直流微電網，可實現更豐富的接入協調“源-網-何-儲”優化運行，具備多端口、多級聯、多流向和多形態等特征；交直流接入、主動故障隔離、無功補償、即插即用等功能已經超出傳統儲能車的概念。缺點：也是難點，多端口解耦算法設計，實現端口之間控制協調與優化。2 技術體系典型拓撲211技術路線4：移動能源站 前瞻研究階段：產品與市場均未成熟，待挖掘 根據電氣物理系統、燃氣物理系統和熱力物理系統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，實現快速支撐電網和快速響應用戶需求的低時延就地協調控制。多能源系統雙端口有源網絡等效模型移

7、動能源站網架結構2 技術體系目目錄錄CONTENTS12技術體系2 2背景需求1 13 3應用場景4 4已有成果5 5未來展望13713針對電網、運維、客戶三大服務對象，移動電力典型應用場景歸納為不停電作業、活動保電、離網供電、災害應急、臺區增容。不停電作業 保電供電 臺區消缺 電動汽車充電檢修 總表更換 小區檢修 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 道路救援 應急搶險 離網軍事增容 茶區電炒茶 魚蝦塘增氧泵 旅游重地 多供電區柔性互聯 其它電能替代服務客戶型服務運維型服務客戶型服務電網型服務運維型服務電網型3 應用場景14接入電力運維檢修現場，充分發

8、揮備用或應急電源作用，避免因電力維修而導致停電，提升配電網可靠性；同時為無人機、機器人、檢修照明等檢修設備提供優質供電。實現不停電作業與臨時電源服務無人機巡檢電力檢修野外作業應用場景1：檢修與臨時供電現場接線方式離網軍事活動偏遠牧區3 應用場景15應用場景2：災難應急供電提升極端災害下應急供電的及時性與靈活性通過無線通信接入應急指揮調度體系，在突發事件下快速救援，分散恢復供電；極端災害后，靈活并聯增容，快速重建源網荷友好互動機制，以移動電力為基礎快速重啟電、氣、熱及交通的互聯?，F場接線方式3 應用場景16應用場景3：能量互聯與傳輸提供能源互聯網背景下一種分布式能源系統存儲與傳輸的途徑可用于能源

9、互聯網下的能量存儲與傳輸，接收時空調控系統命令，實現能源孤島時空互聯，增強分布式能源系統的能源利用率、可靠性和應對突發情況的能力。云云調調控控運運行行指指導導能量交互分布式能源離網微電網偏遠牧區充電站大大電電網網移動能量路由內部示意圖3 應用場景17應用場景4：活動保電電網故障，重要負荷“零感知”n 零閃斷并離網切換n 零條件接入單/三相負荷n 即插即用,自適應運行n 靈活并聯,穩定增容現場接線方式重大賽事、政治會議、大型會展對保電供電需求日益增多，即插即用、多類型移動電力設備自適應并聯、故障無縫并離網切換的移動電力在保電服務中將發揮日趨顯著的作用。3 應用場景18應用場景5：臺區臨時增容現場

10、接線方式負荷峰谷時段，靈活接入變電站的臨時擴容改造方案，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利用成本。提升臺區供電能力3 應用場景目目錄錄CONTENTS19技術體系2 2背景需求1 13 3應用場景4 4已有成果5 5未來展望20|產品簡介 國網上海能源互聯網研究院為推動低碳移動儲能在電網中的多場景應用與高效支撐，已研發出輕-中型多系列多功能移動儲能車/能源站，具備靈活機動、靈活調配、靈活并網、靈活組網重要屬性。并在方案架構、結構外觀、控制策略、能量管理等方面受理了多項發明專利。5.產品1容容量量：全全系系列列10-100kW；30kWh200kWh1 12 2345主

11、要技術參數結結構構：車車一一體體化化車車載載運運式式電電能能質質量量并并網網電電流流THD：3%（滿滿載載）；交交流流離離網網電電壓壓：400V；離離網網輸輸出出電電壓壓THD:1%（線線性性負負載載），5%（非非線線性性負負載載）其其他他最最大大轉轉換換效效率率:不不低低于于97%；并并離離網網切切換換時時間間：小小于于10ms帶帶載載能能力力1.1倍倍長長時時間間持持續續過過載載，1.2倍倍短短時時過過（10min）；具具備備帶帶100%不不平平衡衡負負載載運運行行能能力力7204 已有成果 5.產品2 移動電力運維系統821 利用4G/5G和北斗通信與運維云主站進行多時間尺度信息交互，實

12、現多個移動能源站地理位置、運行工況的全面監控，構建以“一端兩網”為基礎的時空智慧物聯體系，為客戶提供泛在服務。4 已有成果 5.應用822|產品簡介揚州國際半程馬拉松保電揚州萬福公交車充電站不斷電檢修投入輸出40kW投入輸出100kW儲能投運前臺區消峰填谷自主研發的30kW/45kWh皮卡車載型、100kW/100kWh 輕卡型兩款輕型移動儲能車，并順利完成了揚州國際半程馬拉松、首屆運河文化旅游博覽會保電、電動汽車充電站不斷電檢修、臺區消峰填谷等多項任務。4 已有成果目目錄錄CONTENTS23技術體系2 2背景需求1 13 3應用場景4 4已有成果5 5未來展望跟蹤多類型儲能技術，探索在儲能

13、在電網中安全經濟應用技術。824|產品簡介儲儲能能技技術術技技術術路路線線能能量量密密度度（Wh/kg）功功率率密密度度（W/kg）配配置置成成本本（元元/kWh）物物理理儲儲能能抽水蓄能0.5-1.5-300-500壓縮空氣儲能30-60-2200-2500飛輪儲能5-50180-18003500化化學學儲儲能能鉛酸電池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電電磁磁儲儲能能超級電容

14、5-107000-200009500-13500超導0.05-51000-1050001000015000壓縮空氣燃料電池飛輪儲能化學儲能循環次數成本功率密度5 未來展望8252|產品簡介 構建移動電力標準體系，有序開展系列標準編制。5 未來展望8263逐步推進基于業務的移動電力站多點布置示范，形成標準建設模式。打造移動電力運維調控云平臺，開發基于業務中臺的移動電力動態組網系統能量優化微應用，支撐運維搶修以及配電源網荷儲資源彈性物聯優化業務。移移動動電電力力站站Title in here移動電力衛星云平臺人機界面移動電力運維云平臺系統架構5 未來展望8274|產品簡介融合電網業務，探索移動電力運營模式，打造移動電力運營云平臺。5 未來展望感 謝 聆 聽28