│ 2022·3 │ 创新企业增刊59海上风电出力变化范围大 ， 且具有随机性 。 同时 ， 海上风能一般春季 、 冬季较大 ， 夏季 、 秋季较小 ， 后半夜负荷低谷时段大 ， 呈现明显的反调峰特性 。 大规模海上风电场接入电网运行时 ， 风电功率的波动性会影响电网的频率及功率平衡 。 海上风电需要一定容量的储能系统 ， 来实现平滑功率输出 、 跟踪计划出力 、 电力系统削峰填谷等 。 本文针对大规模海上风电投产后的消纳问题 ， 系统地阐述海上风电配套储能系统的方案设计 ， 分析接入系统电气主接线和储能容量配置原则 ， 提出储能系统接入海上风电场现有系统的具体设备布置 ...

　　│ 20223 │ 创新企业增刊59海上风电出力变化范围大 ， 且具有随机性 。 同时 ， 海上风能一般春季 、 冬季较大 ， 夏季 、 秋季较小 ， 后半夜负荷低谷时段大 ， 呈现明显的反调峰特性 。 大规模海上风电场接入电网运行时 ， 风电功率的波动性会影响电网的频率及功率平衡 。 海上风电需要一定容量的储能系统 ， 来实现平滑功率输出 、 跟踪计划出力 、 电力系统削峰填谷等 。 本文针对大规模海上风电投产后的消纳问题 ， 系统地阐述海上风电配套储能系统的方案设计 ， 分析接入系统电气主接线和储能容量配置原则 ， 提出储能系统接入海上风电场现有系统的具体设备布置 ， 并分析其对海上风电场电气一次及电气二次的影响 ， 实现储能辅助海上风电场 AGC 调节信号接入与控制设计 。1 .海上风电配套储能系统原则1 . 1 配套储能系统接入系统原则结合海上风电场位置 、 并网点电网结构等因素 ， 配套储能系统接入系统原则主要包括[ 1 ]-[ 3 ] ：一是为简化电网接线和提高输电效率 ， 需要尽可能降低由储能系统至陆上集控中心站用电的电压等级 ， 储能接入系统一般不超过两个电压等级 ， 以简化海上风电场主接线 ； 二是选择储能系统接入点时 ， 优先考虑海上风电就地平衡消纳 ， 充分发挥储能的削峰填谷效益 。 因此 ， 推荐储能系统接入陆上集控中心的35 kV 站用电 。1 . 2 配套储能系统容量原则海上风电配套储能系统的容量配比应以电网不同调控模式 （ 平滑功率输出 、 跟踪计划出力 leyu乐鱼、 系统削峰填谷等模式 ） 要求为目标 ， 经技术经济综合比较后最终确定 。 当海上风电配套储能系统采用平滑功率输出模式 ， 储能系统配置的额定功率不宜小于海上风电场风力发电安装总功率的10 % ， 在额定功率下持续放电时间不宜小于 0 . 5 h 。 当海上风电配套储能系统采用跟踪计划出力模式 ， 储能系统配置的额定功率不宜小于海上风电场风力发电安装总功率的海上风电配套储能系统方案研究■ 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 杨源 广东电网有限责任公司广州供电局 陈永淑 中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 陈亮30 % ， 在额定功率下持续放电时间不宜小于 1 h 。 当海上风电配套储能系统参与系统调频时 ， 储能系统配置的最大功率不宜小于海上风电场风力发电安装总功率的 20 % 。 当海上风电配套储能系统采用削峰填谷模式 ， 储能系统应根据电网具体要求 ， 经过优化分析后确定 。 综合考虑 ， 海上风电配套储能系统的容量宜在 10 % ～ 30 % 之间 ， 时间宜在 0 . 5 h 以上 。2 .储能系统关键设备分析2 . 1 储能电池储能技术包括电化学储能 、 机械储能 、 电磁储能等 ， 当前主流的是电化学储能技术 。海上风电配套储能系统推荐选用磷酸铁锂电池 ， 具有“ 高安全 、 长寿命 、 宽温域 ” 的特点 。 磷酸铁锂电池其超长的循环寿命解决了其作为配套海上风电场平滑消纳储能电池所需要的充放电工况问题 ， 而其 “ 宽温域 ” 特性决定了它在绝大多数区域的功率释放和安全稳定使用 。 相对于其他体系的锂电池 ， 磷酸铁锂电池容量比较集中 ， 充放电曲线相对平坦 ， 运行稳定性高 。同时 ， 集装箱式的储能系统安全可靠 ， 便于运行维护 ，在运行过程中不产生废水 、 废气 、 废渣等物质 ， 集装箱内安装有火灾早期预警及七氟丙烷自动灭火系统 ， 能快速监测到火灾险情 、 发出报警信号并扑灭火灾 。 因此 ， 本文推荐采用箱式储能系统 ， 其中储能系统里面的汇流箱 、 中控柜 、 消防系统等相关内容 ， 不再赘述 。2 . 2 储能双向变流器储能双向变流器 （ PCS ） 包括支持三相 100 % 不平衡带载运行 、 具有短路支撑和自恢复功能 （ 离网运行时 ）、 具有有功 / 无功实时可调度和低电压穿越 （ 并网运行时 ） 等功能 。2 . 3 能量管理系统能量管理系统 （ EMS ） 实现对储能系统各组成部件及各辅助部件的状态检测 、 监测 、 定值设置 、 充放电控制 、 能量管理等功能 。 该系统通过网络与风电场监控系统相连 ， 可实现