产品简介
KPCS系列同步定频储能变流器采用同步定频(Synchronized Fixed Frequency,SFF)变流技术,支持多台装置并列运行,支撑工商业园区供电系统、配电台区微电网、配电馈线微电网、独立型微电网离网自治运行,实现末端负荷保供。

主要功能
q 独特的同步定频微电网控制功能
ü 采用同步定频(Synchronized Fixed Frequency,SFF)变流技术,支持多台装置并列运行,实现末端负荷保供。
ü 输出电流与外部对时秒脉冲(1PPS)同步,相位误差小于0.1º。
ü 微电网功率大幅波动时保证系统的稳定运行与电压的快速恢复,功率波动幅度不大于SFF变流器额定功率总和时,电压恢复时间不大于10ms。
ü 支持并网运行、离网运行以及两者间的无缝切换,保障重要负荷不间断供电。
q 高效变流与电网支撑功能
ü 实现电池直流电向电网交流电(DC/AC)的放电转换,电网交流电向电池直流电(AC/DC)的充电转换,最高效率98.5%。
ü 适应的电池电压范围宽,适配多种主流电池技术(锂电、铅酸、液流等),满足不同工程项目的需求。
ü 并入大电网运行时,提供有功/无功功率调节、低频/高频穿越、低电压/高电压穿越等功能,支撑大电网频率/电压的稳定。
q 丰富的通信功能
ü 支持RS-232/485、CAN通信接口以及Modbus、IEC 60870-5-101/104、IEC 61850等多种通信协议。
ü 即插即用,与EMS/BMS及SCADA系统集成,实现远程监控、诊断和运维。
ü 接受上级调度指令,支撑需求响应、虚拟电厂(VPP)等应用。
q 完善的保护与抗电磁干扰能力
ü 具有完善的电压/频率保护、特征信号注入式防孤岛保护功能,确保电网故障与非计划孤岛运行时可靠解列。
ü 具备完善的电气保护(过压、欠压、过流、短路、过温)功能。
ü 严密的抗电磁干扰设计,抗电磁干扰能力达到IEC标准Ⅳ级要求。
技术特点
SFF构网技术突破了传统同步机电网频率与电压形成机制,充分发挥了逆变电源能够快速、灵活地调节输出电流的特点,在运行稳定性、电压扰动恢复速度等方面,具备突出的优势。
q 采用SFF构网技术,输出电流频率固定为工频(50Hz),摆脱了同步机电网存在的频率及功角稳定问题,有利于保证功率频繁大幅变化微电网的安全稳定运行。
q 将传统同步机电网中频率和电压两个调节量简化为一个调节量,使交流微电网的控制类似直流电网,控制方法简单,易于实施。
q 电网电压与SFF电源电流呈线性变化关系,在检测到微电网电压因功率不平衡产生扰动时,快速调节输出电流,使源荷功率很快达到平衡,电压在毫秒级时间内恢复正常,远快于同步机电网中数秒的恢复时间。
q 多台SFF电源并列运行,构成一个虚拟的SFF主电源,为微电网提供频率与电压支撑,解决了仅有一台储能装置作为主电源存在的功率调节能力有限、运行可靠性低的问题。
q 能够与采用P/Q、P/V控制方式的逆变电源、同步发电机协同运行,保证微电网频率与电压稳定。
q SFF电源无功功率输出按照其容量平均分配,支持采用电容器组进行无功补偿,从而降低SFF电源的无功输出,更好地发挥其调节有功的能力。
q 利用微电网能量管理系统(EMS)调整SFF电源I/V下垂曲线参数与其他电源P/V下垂曲线的参数,实现二次调压,进一步提高电压质量。
q 所有SFF电源能够同时按照设定的时间启动,实现微电网的快速黑启动。
技术指标
典型应用
公司参与智能电网国家科技重大专项课题——超高比例新能源省级电力系统平衡与稳定能力构建技术及示范工程,课题组聘请公司技术委员会主任徐丙垠教授担任技术顾问,为课题实施提供整体技术指导。公司重点承担微电网同步定频自治运行末端保供技术与装置研发以及工程示范在山东济南、青岛、潍坊以及西藏日喀则落地,利用5年时间(2025年—2030年)解决传统同步机构网技术存在的频率稳定与功角振荡问题,为微电网多逆变电源并联运行提供一种全新的解决方案。
目前,已经在台区储能、工商企业园区储能、移动式储能等场景中投入运行。
q 工商业园区不间断供电
工商业园区安装储能装置,通过低充高放、削峰填谷获取收益。在大电网停电时,储能变流器(PCS)采用SFF控制方式,与园区内光伏发电协同运行,支撑园区微电网脱网自治运行。储能装置在光伏功率小于负荷功率时放电,在光伏功率过剩时充电,维持微电网的功率平衡与电压稳定,实现园区全部或重要负荷的不间断供电。

在公共配电网停电时,断开配变低压侧PCC开关,SFF PCS并列,支撑工商业园区供电系统(微电网)离网自治运行。

相电压在并网转离网时基本维持不变,实现无缝切换。

电动机投入时,PCS快速响应负荷电流的变化,微电网电压没有出现明显的扰动。

光伏切除,PCS由充电快速转为放电,微电网电压扰动时间不超过5ms。
q 台区储能微电网末端保供
供电公司配变台区配置储能装置可以实现防配变过载、电压质量治理、主动频率支撑、削峰填谷等功能,还可以在大电网停电时,支撑台区微电网自治运行,实现末端保供,是电池储能在配电网中应用的重要形式。
台区储能变流器采用SFF控制方式,既可以支撑单个台区微电网自治运行,亦可实现一条馈线上多个台区并列,以馈线级微电网的形式自治运行,发挥多台区电源与负荷的协同优势,更好地实现末端保供。

在上级电网停电时,环网柜两个进线开关打开,SFF PCS支撑台区1与台区2并列,以馈线级微电网的形式自治运行。

台区1与台区2并列自治运行,负荷变化时,PCS快速输出电流,供电电压没有出现明显的扰动。
q 独立型微电网
独立型微电网用于不具备大电网供电条件的海岛或偏远地区,通常由光伏、风力发电以及柴油同步发电机提供电力,配置储能存储多余的光伏与风电电力,同时实现微电网功率的灵活调节。
微电网中多台柴发并列运行时,在负荷或光伏/风电功率波动时,电压恢复时间长,且容易出现频率稳定与功角振荡问题,导致微电网停电。
微电网中储能PCS采用SFF控制方式,则可在微电网功率出现不平衡时,快速调节其充放电功率,维持电网频率与电压稳定。柴发采用P/Q控制方式,运行在额定功率附近的最佳效率工作点,提高燃油经济性,降低污染物排放强度。

柴发采用P/Q恒功率控制方式,发出的有功功率大于负荷,PCS充电。负荷突增时,PCS立即转为放电。柴发输出功率出现扰动,PCS随之动态调整其输出功率,补偿柴发功率的波动,维持微电网功率平衡。
