宝光智中：依托源网荷储关键协同技术连中三标

随着新能源为主体的新型电力系统的推进，各地新能源侧配置储能逐步成为“标配”，但配置后如何使用当下却成为了问题。

这里面一是新能源侧储能的市场机制待建立的问题；另一方面则是在技术上电网如何消纳，源网荷储如何协同的关键技术问题亟待研究和突破。市场机制方面的问题讨论得比较广泛，但协同技术方面的关键问题的解决才是基础。正是由于源网荷储的关键协同技术问题还没有解决，如何配置、如何调度、如何定价等市场问题就缺乏科学合理的参数基础，导致当前各地新能源侧储能的配置要求较为简单粗放，一般要求按照10%-20%的比例配置储能，个别省份甚至要求配到30%！

电网调度更需要这些协同参数为基础来完善调度规则并建立起新一代电网的协同监测、控制系统，一方面能尽可能消纳新能源，另一方面能确保整个电网的安全与供电质量。由于新能源占比越来越大，按规划将来将超过火电成为整个电网的主力电源，这也就决定了这个协同系统需要从过去主要从各个项目的角度出发升级为从整个电网角度出发，最终实现对当前电网调度系统的完全迭代。

缺乏这些关键协同技术参数做决策依据，投资方也就只能跟着政策盲目配置，配置后如何使用也难以认真考虑，更多仅仅是为了满足并网的需要做的摆设。导致当下很多储能成为新能源并网的一个“花瓶”，并未发挥出“新能源+储能”对电网的协同支撑作用。

北京宝光智中能源科技有限公司（以下简称“宝光智中”）是中国西电集团旗下上市公司宝光股份与北京智中能源互联网研究院（以下简称“智中院”）合资设立的专注于新型电力系统储能领域的子公司。

宝光智中很早就认识到新型电力系统储能领域的关键技术不仅在硬件设备，更在源网荷储智协同的软系统。当前新能源侧储能的问题恰恰就是硬“花瓶”有了，但软的协同没解决，最后成了摆设。宝光智中依托电力行业院士领衔的智中院的技术储备和作为清华大学电机系研究成果转化平台的优势，最擅长的正是与电网耦合的能源管理系统（EMS）。面对当前行业面临的问题，研发和突破源网荷储一体化协同技术成为了新公司首要任务。

随着国家“双碳”战略坚定不移的推进，新能源侧储能发展方兴未艾。但发展过程中暴露的问题也是客观存在的，政府与行业主管部门已引起关注并开始了抓紧着手研究、实验、示范。譬如宝光智中中标的国家能源集团格尔木公司源储一体化最优控制体系研究服务项目就是专门针对新能源电站规模化储能后，新能源电站如何和储能进行协同，能够最大化利用储能的调节能力，取得最大的经济和社会效益。里面包括有五个子课题：

1）新能源电站储能容量规划最优模型研究；

2）储能与新能源电站一体化协同配合调度端AGC控制模型研究；

3）有利于补偿新能源出力预测曲线偏差的储能控制模型研究；

4）基于人工智能算法的储能与新能源运行协调最优控制策略研究；

5） 梯次利用电池全生命周期数据链平台管理以及梯次利用电池储能系统优化运行管理。

这些课题不仅是宝光智中的项目，更是为整个新能源侧储能行业、新一代电力系统进行前沿的探索。

公司自主研制开发了BGSC-C500风光储一体化主动支撑型协调控制系统，该系统具有以下电力系统软件的主要特征：

1）储能协调控制系统采用分层架构设计，包括监控层、控制层；

2）监控层由应用服务器、历史服务器、工程师站、维护工作站及打印机组成；支持双网冗余配置模式；

3）控制层采用分层控制模式，实现总协调控制器与分协调控制器的联合控制策略，总协调控制器实现对调度功率预测指令的接收，根据各个分协调控制器上送的电池和PCS运行状态进行实时响应控制，实现功率指令分配；

4）分协调控制器采用双网组网，分快数据网和慢数据网，接收总协调控制器的指令并执行PCS控制。

由于与一般设备厂商的EMS出发点不同，宝光智中SCER-C500风光储一体化主动支撑型协调控制系统最大的特点是：从电网系统的角度自上而下地设计了完整的各项功能，充分满足电网调度的需求。主要包括：

基础功能

1）削峰填谷

在电网负荷低谷和高峰时段启动储能装置进行充放电，储能系统实时响应调度下发的削峰填谷计划对应的功率指令，以保证削峰填谷的应用效果。

产品需解决如何优化削峰填谷所需的储能容量，给定容量下如何控制储能系统充放电，当风力预测存在偏差时，如何动态调整储能削峰填谷计划曲线等关键问题。

2）跟踪计划曲线

具有风电、光伏出力功率预测系统的电站需向电网调度部门提供发电功率预报信息，用于电力系统实时调度，提高光伏发电上网小时数额，并有助于负荷和发电机组控制策略的优化。

实时采集风电、光伏出力功率数据并与计划出力数据对比分析，判断是否满足要求，利用储能系统的双向功率能力弥补实际风电、光伏出力功率的溢出或不足。

实时EMS发电控制根据风光的实际出力，以及其他实时监控数据，在线计算出计划输出与实际输出的差值，尽可能保证风光发电效率最大的情况下，自动调节储能电池，使风光储电站实际输出尽可能接近计划输出。

典型电网支撑性应用功能

1) 多目标优化控制模块

协调控制系统日常运行模式在常备模式，包括削峰填谷，跟踪计划曲线，以及AGC调频和AVC无功调压功能。同时可根据电网需要自动切换储能系统运行模式。例如在检测到电网侧的异常工况，或根据稳定控制的需要，实现孤岛运行、系统调频或动态调压功能事故运行模式。

2) 平滑风电、光伏出力功率波动

较大的风电、光伏功率波动在并网时会对电网产生冲击，威胁电网的安全运行。在风电、光伏电站并网以及出力增长过程中，电站的有功功率变化应当满足电力系统安全稳定运行的要求。

平抑波动高级控制算法依据实时的风、光电功率数据和储能系统的能量状态得到储能系统需补偿的功率指令。储能系统的能量管理是基于储能系统能量状态的反馈机制，避免储能系统过充过放，同时可对多单元的储能系统进行管理。经过储能系统的功率补偿，风电、光伏出力和储能系统的总输出功率波动得到平抑。

3) 电网一次调频和二次调频AGC调频控制

储能系统在一次调频以外通过自动发电控制（AGC）功能在规定的出力调整范围内，跟踪电力调度指令，按照一定调节速率实时调整发电出力，以满足电力系统频率和联络线功率控制要求的服务。

运行模式：

日常运行时，储能系统接受AGC系统的有功指令，参与全网频率控制；

紧急情况时，储能系统迅速切换至一次调频模式。

4) 电网AVC调压和动态无功支撑

储能系统的动态无功支撑作用将主要体现在以下两方面：1) 日常运行时，储能系统接受AVC系统的无功指令，参与全网无功电压优化控制；2）紧急情况时，负荷侧电压严重跌落，为了减小负荷低压拖扣、避免电压崩溃，储能系统应迅速切换至紧急电压支撑模式。

高级应用功能

1) 阻尼宽频振荡

与新能源电站有关的电力系统振荡事件越来越受到电网高度关注。异步、双馈、直驱等各种类型风电场都有可能与电网形成功率振荡。振荡频率分布在次同步-高频范围内，具有宽频振荡特性。以有功控制为基础的新能源电站中的储能系统在抑制宽频振荡方面比以无功控制为基础的电站原有设备（STATCOM）更具优势。

2) 提高故障穿越能力

当新能源场站侧发生扰动时，储能系统维持并网点电压相位稳定，提高新能源功率送出能力；当电网侧发生扰动时，储能系统维持并网点电压相位稳定，提高风电机组故障穿越能力。

电池安全保护加强功能

配置电池安全保护终端优化了EMS控制性能并且极大提高了储能系统的可靠性，适合于不同锂电池系统安全保护需要，其主要性能特点如下：

1） 内置备电系统，在外部供电断开的情况下仍然能够对电池系统进行隔离分断保护；

2）具备多级分断安全防护，脱扣保护，熔断保护和预警功能；

3）具备RS485、干接点。

当电池簇运行以及调试过程中发生一级过流时，电池安全保护终端给系统发出告警提示；当电池簇发生二级过流时，电池安全保护终端控制内部脱扣器脱口保护；当电池簇发生三级过流时，电池安全保护终端进行熔断保护，同时控制内部脱扣器脱口保护。

可实现节点反馈至储能EMS监控系统。

可实现储能EMS控制。EMS连接储能预制舱所有的电池安全保护终端，可以实现整个储能预制舱整体多个电池安全保护终端的控制级，独立控制急停。

正是依托渊源于智中院和清华电机系的源网荷储关键协同技术，鲜明的电网调度基因，宝光智中获得了源、网、荷、储各端客户的高度认可和亲睐，成立半年的时间内就在新能源侧储能领域捷报频传。先后在乌兰察布源网荷储电网侧储能科技示范项目、国家能源集团格尔木公司源储一体化最优控制体系研究服务项目、东北新能源公司敖润苏莫光伏治沙项目储能项目中连续获得中标，在公司火电联合储能调频业务领域之外又开辟了一块空间更为广阔的新市场！

作为央企旗下的一员，宝光智中将继续发挥自身技术特长和机制优势，不断创新，为新能源侧储能行业，为新一代电力系统，为国家“双碳”战略做出新的贡献！