儲能項目和光伏系統一起在11月份并網投運，投運到現在運行情況非常良好，光伏系統容量13兆瓦，儲能9兆瓦/8.17兆瓦時，這個系統配置儲能配比和國內配比還是有區別的，儲能配比大概超過了50%以上的光伏裝機容量。

——日立ABB電網有限公司高級銷售支持 柏鎮

2020年8月26-28日，由中關村儲能產業技術聯盟、中國能源研究會儲能專委會、中國科學院工程熱物理研究所主辦的“第九屆儲能國際峰會暨展覽會”在北京召開。峰會主題聚焦“聚儲能十年之勢，創產業十四五新機”，同期舉辦儲能聯盟十年紀念論壇。北極星儲能網、北極星電力APP對本次峰會進行全程直播。

在8月26日舉辦的“儲能創新論壇”上，日立ABB電網有限公司高級銷售支持柏鎮為我們進行了“日本北海道紋別光伏電站儲能項目”的經驗分享。

日立ABB電網有限公司高級銷售支持 柏鎮

柏鎮：大家好，各位儲能界的同仁，非常高興站在這里和大家分享日立ABB電網的成功項目案例，我是來自儲能事業部的銷售支持，我叫柏鎮，我下面進行儲能創新點的介紹。

今天這個項目叫日本北海道紋別光伏儲能系統的應用，主要先介紹一下它的背景，項目背景就是在2019年9月為日本電力公司提供了光伏儲能的一個系統，ABB工作范圍主要包括儲能的變流器、集裝箱、升壓變壓器、高壓開關設備以及eMesh能源管理系統，在2019年9月進行了設備的供貨，到達了日本的北海道，日本北海道它是有著非常豐富的電力資源，電力資源由于受到輸電線路以及電力資源風和光的容量比較大的一個情況，但距離負荷中心較遠，儲能建成后對于首都的東京商圈有更多能量有益的補充，這個項目儲能系統調試了大概一個月的時間，儲能項目和光伏系統一起在11月份并網投運，投運到現在項目運行情況非常良好，光伏系統容量13兆瓦，儲能9兆瓦/8.17兆瓦時，這個系統配置儲能配比和國內配比還是有區別的，儲能配比大概超過了50%以上的光伏裝機容量。在北海道地區，有一系列的光伏儲能的項目，因為日本在2015年以后對于儲能做了非常積極的探索，現在目前全球美國、中國、德國、加拿大、日本等等國家都是在全球儲能容量排名比較靠前的國家。日本政府在2015年以后對于儲能的調節應用給予了很大的補貼，現在補貼力度在逐漸縮小，但是當時補貼是非常高的。

這個是我們配備的一個系統簡單的介紹，日立ABB電網能源管理系統叫做eMesh的系統，肯定是基于硬件、軟件及云端，這個主要是將光伏波動變化率控制在1%，提高電網穩定性和電能質量，電站的能源管理系統以及光資源預測系統進行協調和協同控制，幫助電站實現穩定發電，提供理想電能輸出，這是一個能源管理系統的作用。

創新首先我們范圍包括儲能變流器，我們考慮這種方案的思路是因為干式變壓器本身體積也小，PCS集裝箱不進人免維護的艙體，把干變直接集中在PCS艙里面也節省了電纜長度以及連接的形式，并且可以進行預裝，減少了現場的電纜的施工的工期，集裝箱對PCS來說采用風冷的冷卻形式，因為它散熱并不像電池集裝箱的要求那么高，對于電池來說，在PCS艙和電池艙之間形成了有效的電氣斷點，直流側采用熔斷器和隔離開關的布局形式，在直流電池艙里邊是布置有匯流柜，一樣也是要有隔離開關和熔斷器進行保護，所以在兩個艙體之間進行有效電氣斷點，另外一方面也考慮PCS設計壽命在17年到20年，電池普遍壽命應該在10年左右，所以在PCS和電池進行配合的時候，考慮到壽命更換、電池的運行周期以及PCS的運行方式，或者在未來可能會有更好的一個儲能的形式來出現，我們直接把電池艙替換掉，這樣的考慮上，把PCS艙和電池艙進行了分艙管理的形式。后面4.5兆瓦PCS可以有效節省占地面積，減少了上口斷路器數量，以及中壓電纜，在交流側升壓變壓器也會節省，在中壓開關以及中壓電纜，一個節省了電纜的數量、長度，再一個減少了故障點，這樣單元級容量大的系統對于一個大容量的儲能電站來說或者儲能配合光伏電站來說，能夠更高提高它的效率。PCS轉換效率98%說的是PCS自己，根據電科院做的測試，在負載較低情況下依然能夠滿足98%數值，當在100%滿載的時候可以達到99%的轉換率，轉換效率在手冊上實標的還是比較低。噪音在75分貝左右。

這個對于電網來說，頻率指令往往在很短時間內就要實現了，20毫秒響應速度非常快，這也和后面控制精度息息相關，在100個毫秒級之內可以實現4.5個兆瓦儲能容量雙向的傳輸，吸收釋放都在一百毫秒之內就完成了，PCS設備實現超前滯后調節，高低電壓穿越，如果PCS單元模塊有故障，就是降容運行。eMesh這個系統對于軟件和硬件儲能解決方案確保了可再生能源份額最大滲透，提高了穩定性并且提供了可靠的電力，同時將二氧化碳的排放降到了最低，eMesh是一個綜合能源管理平臺，內置光伏模塊、風電模塊、網側模塊、儲能模塊、柴發模塊、火電機組等等各種模塊，對于不同的應用就調用不同的庫，因為日立ABB電網在這方面歷史的積累，ABB自己本身有電源控制系統，ABB有非常悠久的歷史，可以把這套系統與eMesh系統控制策略協同起來，這樣對于不同系統之間打破鏈路、通訊速度等等提升都是非常有益的，使用物聯網的設備傳輸到云，進行遠程的數據分析、診斷和維護。

主要實現的功能斜坡率控制，提供黑啟動能力，eMesh管理平臺是緩沖太陽能發出主要功能，在每個階段因為天氣變化而迅速變化，這個時候儲能系統應該通過自己的調節能力實時平滑光伏的波動輸出。當光伏的輸出急劇上升下降的時候能夠有效緩沖進行充放電，接受光伏截止的選擇，能量的轉移。當然現在中國的電網側都是非常強大的，也非常穩定，對于一些更多的應用在系統的待并側電壓不穩的時候，或者待并側電壓沒有了，這時再調動供電線路這一系列電源，實現了整個地區的黑啟動。這個是光伏輸出，在日本和國內國標標準是不一樣，日本叫JEC標準，光伏波動率在每分鐘之內不得超過1%，假設我們是一個100兆瓦的光伏，對于國標每分鐘光伏出力波動是10個兆瓦，但是在這個項目上每分鐘只能一個兆瓦波動的要求，我們要響應這個嚴苛的條件，在全球來說都屬于比較高的并網準則，在6600伏上面功率波動國內10%，在日本是1%。

我們配合日本光伏公司提供的儲能，它就在日本北海道機場外面，在冬季的時候，現場溫度環境也是非常低的，當然集裝箱一旦啟動起來以后，集裝箱里邊有空調，對PCS艙來說也有溫濕度控制，所以這個時候系統是非常穩定的，可能對于像一些外蒙古的現場有一些極寒等等，日本大概在零下30度左右，這時候系統運行還是非常穩定的。

滿功率測試，我們這是模塊化的系統，不能簡單說是500千瓦等等這樣一個單元級的東西，而是通過直流電流、電壓、PCS輸出能力以后得到模塊化的能力，進行并聯，PCS本身并聯沒有問題，只是PCS并聯了以后，它的并聯在沒有變壓器隔離的情況下，會產生一定的共模等等問題，這個問題對PCS沒有影響，對電池BMS來說有影響的。在這種情況下，我們在工廠做一個滿功率的測試，采用兩臺PCS，就沒有工廠部署大電池，對PCS進行測試，我們采用PCS的VF的模式。商業化的情況，日本政府計劃到2030年將能源比例從16%提高到22%~24%，2030年日本政府預測新能源占到22%~24%，光伏有64GW能量，儲能配比也是比較高，在日本儲能即使在現在電力負荷下降情況下，電力補貼情況下降情況下還是有很大的市場預期。這是大功率并網光伏項目，內置虛擬發電機技術，這樣對電網是非常友好的，因為IGBT還是電力電子設備的元器件，虛擬發電機方式，對于電網側來說更加友好，出力平滑，不但可以適用于光伏、風電，現在正在積極探索配合核電等新能源的形式，預裝式，日立ABB電網成熟儲能變流器系統能夠實現全球最嚴苛的北海道電力公司功率變化率要求，我們在全球也是有很多的應用情況，像美國的還有美國阿拉斯加島。

北海道項目9MW，去年11月份剛剛并網投運，現在也不好說它大概在什么時候能夠有真實的回收期，現在已經成為了北海道最重要的一個儲能項目，減少因為不滿足電力規范而繳納的罰款，并且能夠得到政府的補貼。日本的電費在亞洲來講是最高的，它的峰谷電價差是3倍的情況，所以說在日本有分電費結構的，是分基本費、用電電費和再生能源賦課金，經濟性達到指標光伏電站補貼，提升新能源滲透率，采用模塊化設計，保證系統持續運行能力，投資回收期采用免維護、系統的故障率低、可靠性運行等等這些技術手段，保障投資回收期有益的縮短。謝謝大家。

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