双碳战略下,我国能源产业加速绿色转型,以风电、光伏为代表的清洁能源在能源结构中的占比不断提升。
2024年8月发布的《中国的能源转型》白皮书显示,截至2023年底,我国风电、光伏发电装机规模较10年前增长了10倍,清洁能源发电装机占总装机的58.2%,新增清洁能源发电量占全社会用电增量一半以上。
电网在运行过程中,随时随地可能受到多种因素导致的扰动。传统电网系统中,同步发电机通过主动进行功率和电压调节,保障整个电网的稳定运行。
随着全球风电、光伏装机量大幅增长,电网波动引发的大规模脱网故障时有发生,为电力系统的稳定安全带来挑战。
针对以上行业挑战,华为开创性的推出了智能组串式构网储能技术体系,从算法、设备、芯片三大层面,推动构网型储能技术的广泛应用。
算法层面,华为推出多尺度电压幅频调制技术,结合宽频自稳和致稳控制技术,保障电网的稳定性和可靠性。
构网型储能设备采用模拟同步发电机特性的电压源控制算法,在电网电压波动时,快速主动支撑电网电压。10ms内可以输出最大三倍额定电流大小的无功支撑电流,接近同步调相机的电压支撑能力。5ms启动虚拟惯量响应,保障了电网在故障下快速实现频率稳定。
宽频自稳技术通过宽频阻抗重塑算法,让构网型储能设备自身在宽频范围内具备正阻尼特性,保障储能设备自身稳定运行。
设备层面,华为在架构创新方面实现突破,采用双级功率变换架构支撑电网稳定,同时保障储能系统稳定可靠。
传统储能采用单级功率变换架构,易受电网波动影响。华为采用双级功率变换架构,通过DC/DC变换器隔离解耦电池电压和电网电压。当高电压故障穿越时,确保系统无反灌电流进入电池,保障电池安全,同时具备维持有功输出不变的能力,支撑电网稳定。配合高可用组串式架构和高性能精细化智能电池管理技术,可以实现设备不宕机、不降额、可靠稳定运行。
并网场景下,华为智能组串式构网型储能技术在主动支撑电压稳定、频率稳定、功角稳定和宽频振荡抑制等方面具备与等容量同步发电机(含同步调相机)相当的能力。
2024年7月,华为携手客户与伙伴在新疆哈密、青海格尔木、西藏阿里完成了构网型储能系统设备级、单站级、多场站级以及包含35kV、110kV人工短路在内的全面功能和性能测试。这标志着华为智能组串式构网型储能已成功进入规模化应用阶段,实现从技术攻坚到工程应用的跨越。
离网场景下,华为智能组串式构网型储能技术可以实现吉瓦时级100%光储微电网商业化可靠运行。
在海外,华为智能组串式构网型储能技术支撑沙特红海新城成为全球首个100%清洁能源供电的城市。该技术在支撑稳定电网的同时可以实现100%清洁能源微网下离网连续故障穿越并支持GW级整网黑启动,实现分钟级电力恢复。