電力系統(tǒng)對UPS電源鋰電池提出了哪些要求

來源：存能電氣  日期：2019-05-01 10:39  瀏覽量：次

　　電力系統(tǒng)對UPS電源鋰電池提出了哪些要求？電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，調(diào)節(jié)能力亟待提升。目前我國的電力系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)取得了重大的發(fā)展成就,尤其是UPS電源和鋰電池的使用更是在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。電力專用UPS通過RS232/RS485、無源接點、電量變送器將UPS的工作狀態(tài)和數(shù)據(jù)實時的傳輸?shù)紻CS系統(tǒng)，實現(xiàn)智能監(jiān)控，具有雙變換在線式、零轉(zhuǎn)換功能。

　　電力系統(tǒng)對UPS電源提出了哪些要求？

　　可靠性要求：

　　由于電廠對設(shè)備的高可靠性的要求，因而對UPS電源的可靠性和使用壽命有非常高的要求。防雷要求比較高，一般要求二級防雷。

　　負載類型：

　　由于電廠的分散控制系統(tǒng)負載大多數(shù)為單相負載，單相負載配電線路簡單、維護方便。因此電廠專用的UPS電源大多數(shù)要求為三相輸入/單相輸入、單相輸出的中小型功率UPS，容量一般在60kVA范圍之內(nèi)。

　　交流輸入要求：

　　由于廠用電電壓波動范圍比較寬，諧波電壓比較大，要求UPS的輸入范圍比較寬。由于電廠要求交流電和直流電隔離，因此UPS輸入、輸出均必須配置隔離變壓器。一般電廠廠用電的質(zhì)量比較差，所以其對UPS的輸入THDi并沒有特別高的要求。

　　旁路要求：

　　靜態(tài)切換開關(guān)應(yīng)具有自動、手動兩種工作方式，實現(xiàn)無間斷切換。為了提高旁路運行模式下的供電的質(zhì)量，去除干擾和市電波動的影響。旁路一般需要增加隔離穩(wěn)壓器，主要起隔離和穩(wěn)壓的作用。一般還需要維修旁路，維修UPS時，維修旁路供電，需要能把UPS柜完全從供電系統(tǒng)中斷開，開關(guān)的操作必須保證輸出不斷電。

　　直流系統(tǒng)：

　　由于電廠有220V（187~253V，額定為18節(jié)12伏蓄電池）或110V（93~126V，額定為9節(jié)12伏蓄電池）直流系統(tǒng);電廠為了節(jié)約成本，此直流系統(tǒng)直接作為UPS電源直流輸入;電廠有專門的電力直流操作屏給蓄電池充電;要求UPS直流輸入電壓為220V或110V，且不要求UPS具有充電功能。常規(guī)UPS工作所配的電池組是單獨使用的，其直流輸入端的反灌雜訊較大，如果蓄電池直接并入UPS的BUS中，UPS會對蓄電池上產(chǎn)生較大的電磁干擾，嚴重時會影響直流系統(tǒng)的正常運行，而電力專用UPS的直流輸入端一般要求裝有反灌雜訊抑制器，如逆止二極管等，使UPS對直流母線的影響極小。

　　通信要求：

　　UPS電源主機需要提供RS232和RS485接口，UPS運行狀態(tài)和主要報警信號應(yīng)能提供無源干接點，主要運行狀態(tài)和報警信號一般包括：

　　A）UPS的工作狀態(tài)：UPS工作/電池供電/旁路供電;

　　B）各種裝置的綜合故障信號;

　　C）交流進線斷路器狀態(tài)/直流開關(guān)的狀態(tài);需要提供開關(guān)的輔助觸點。

　　D）饋線開關(guān)的狀態(tài)，一般需要提供開關(guān)的輔助觸點和報警觸點。

　　E）UPS的輸出電壓、電流及頻率應(yīng)通過變送器轉(zhuǎn)換為4～20mA模擬量信號，以便可直接送入電廠的分散控制的模擬量采樣系統(tǒng)中。

　　鋰電池系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用和意義

　　1、提高電力系統(tǒng)的可靠性和安全性。大型鋰電池裝置可以方便地協(xié)調(diào)有功功率和無功功率。這種方式實現(xiàn)了電網(wǎng)的快速控制，可以支撐電網(wǎng)的電壓和頻率，減少了區(qū)域振蕩，因而可以改善電網(wǎng)的動態(tài)和靜態(tài)特性。

　　2、顯著提高電能質(zhì)量和供電穩(wěn)定性。電能質(zhì)量直接影響用戶和用電設(shè)備的工作，對電網(wǎng)的經(jīng)濟運行具有重要意義。配電系統(tǒng)電能質(zhì)量的主要問題包括電壓降，浪涌電壓和電壓波動等問題。利用鋰電池儲能系統(tǒng)和電力電子技術(shù)，可以快速平衡系統(tǒng)中的不平衡功率，有效改善電壓波動和波形失真，從而提高電能質(zhì)量水平。此外，鋰電池系統(tǒng)還可以作為應(yīng)急電源使用，以確保不間斷電力供應(yīng)。

　　3、支持新能源發(fā)電并作為分布式電源靈活輸電。建立大規(guī)模儲能技術(shù)與新能源發(fā)電機組結(jié)合形成聯(lián)合運行機構(gòu)是解決新能源發(fā)電技術(shù)規(guī)?；刖W(wǎng)的有效解決方案。這都表明，大型鋰電池系統(tǒng)在未來的電力系統(tǒng)建設(shè)中扮演著非常重要的角色。

　　電力系統(tǒng)正在向大規(guī)模發(fā)展，負載構(gòu)成越來越復(fù)雜。這些因素使得電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性面臨嚴峻挑戰(zhàn)。鋰電池具有壽命長，成本低，效率高的特點。它已被用于移動通信，電氣工程，航空航天等領(lǐng)域。鋰電池技術(shù)的代表已經(jīng)從電池的小容量發(fā)展到系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的規(guī)模。它是解決現(xiàn)代電力系統(tǒng)挑戰(zhàn)的有效途徑。

　　大型規(guī)模的鋰電池系統(tǒng)對電力系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要意義。盡管該技術(shù)還有待向更大規(guī)?；M一步發(fā)展，但諸多研究已經(jīng)表明，鋰離子電池系統(tǒng)在未來分布式電源建設(shè)，電能質(zhì)量改善和電力系統(tǒng)功率調(diào)節(jié)方面必發(fā)揮重要作用

　　電網(wǎng)級儲能爆發(fā)，對鋰電池需求邊際帶動提高。2018年上半年我國電化學(xué)儲能裝機量同比增長127%，其中電網(wǎng)側(cè)、輔助服務(wù)領(lǐng)域裝機量占比超過60%，且全部為鋰離子電池。從已經(jīng)公開的項目看，僅寧德時代在福建的儲能規(guī)劃第一期項目就達到100MWh，江蘇、河南共300MWh的電網(wǎng)側(cè)儲能項目也已開工，“火電+儲能”合計需求也料將突破100MWh。我們認為，從2019年開始，電網(wǎng)級鋰電池儲能需求有望達到GW級別，對于鋰電池需求的邊際帶動料將顯著增強。

　　電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、送變電線路、供配電所和用電等環(huán)節(jié)組成的電能生產(chǎn)與消費系統(tǒng)，UPS電源和鋰電池我們已經(jīng)很熟悉了，它和UPS不間斷電源供電系統(tǒng)之間是親密不可分的。