定義 隨著環境和能源問題的日益嚴峻,電動汽車(Electric Vehicle, EV)和可再生能源發電(Renewable Energy Generation, REG)應運而生。電動汽車具有節能環保的優勢,可以避免傳統燃油汽車環境污染嚴重、石油消耗量大的缺點,可再生能源發電則可有效緩解當前電力需求緊張的局面,實現能源戰略的可持續發展[[3],[4]。發展電動汽車必須建設與之配套的充電站,而可再生能源技術的可靠運用則離不開儲能技術的發展,同時二者的發展還推動了各自產業鏈的發展,對國民工業有著重要意義。
電動汽車充電站的建設動力來源於電動汽車行業的蓬勃發展,從世界範圍來看,日本和美國的電動汽車技術發展速度最快。從上世紀90年代中後期開始日本政府和企業對燃料電池汽車行業投入了巨額資金,隨著鏗電池性能的提高和價格的不斷下降,日本政府開始著力發展電動汽車,各汽車公司也及時調整了方向。在美國,歐巴馬總統制定了2015年以前讓100萬輛電動車上路的目標,政府的鼓勵措施讓各電動汽車生產商積極參與市場競爭。隨著國內汽車工業的飛速發展,國家相繼將新能源和新能源汽車列入戰略性新興產業加以重點扶持,電動汽車己進入快速發展時期。根據《電動汽車科技發展“十二五’,專項規劃》,2015年我國電動汽車保有量將達到100萬輛,2020年將達到500萬輛,同時電動汽車充電站等相應基礎設施的規劃和建設也將相應啟動。
儲能技術的發展是高可靠性供電和新能源發電技術運用的必然趨勢,它作為電網運行“采發輸配用儲”六大環節中的重要組成部分,受到各國能源、電力、交通等部門的高度重視。在配置大規模高效儲能裝置後,可以保證區域關鍵負荷的不間斷供電,為電能質量要求高的國家重要部門和企業提供備用電源;其次,儲能裝置可以提高系統運行的穩定性,有效實現需求側管理及電網負荷的“削峰填谷”,提升電力設備的利用率,降低旋轉設備容量和供電成本;此外,儲能技術的運用還可以解決發電與用電的時差矛盾,調節電能品質,消除光伏、風力等間歇式可再生能源發電直接併網時對電網衝擊,進而促進可再生能源的發展。可以預計,隨著城市電網峰谷差日益擴大,且不斷增加的分散式間歇性可再生能源對電網安全影響日趨明顯,儲能系統作為輸電網與配電網之間的紐帶,在未來智慧型電網( Smart Grids, SG架構中將承擔越來越重要的角色。
將電動汽車充電站與電力儲能電站以及常規變電站的功能相結合,可構建新型的充放儲一體化電站,它融合了三者的優勢,具有占地面積小、功能多樣化、運營成本優等諸多技術優勢[}lo},}ll}。隨著光伏、風力等新能源發電技術的快速發展,分散式能源向電網的滲透率日益增高,多能源輸入的配網系統己經成為一種趨勢,將新能源輸入充放儲一體化電站,可以有效地提高其運行的經濟性能。正是由於充放儲一體化電站功能的多樣化,作為儲能電池與電網接口的電力電子變換裝置在其中占據著重要地位,合適的功率調節系統(Power Conditioning System, PCS)能大幅提升充放儲一體化電站的運營效率和經濟性能。
發展現狀運用 電動汽車充電站
電動汽車充換電站的研究和建設因其重大意義而受到國內外眾多電力企業、汽車企業和相關研究機構的重視巴黎是最早將清潔能源汽車引入公交系統的城市,法國電力公司積極建設電動汽車充電設施,並組建了電池租賃公司,截止2008年,法國共有1萬多輛各類電動汽車,200座公共充電站。2009年3月,駐紮在歐盟國家的約20多家汽車和能源企業宣布建立聯盟,來共同制定電動汽車統一使用的充電站和充電設備標準。美國的Better Place公司與舊金山市擬投資10億美元在加州建設充電網路,該公司還與以色列、丹麥、澳大利亞、日本、加拿大等國外相關部和企業開展合作,籌建電池更換式充電站。日本東京電力公司於2010年東京率先建成200多座充電站,並預計三年後將增加到1000座以上,日產汽車、住友商事等日本公司則共同規劃2020年前再設立4000個電動汽車充電站為購買電動汽車的消費者提供更加便利的服務。
近年來,國內各省市積極開展電動汽車充電站示範工程的建設工作2009年1月,由國家科技部、財政部、發改委、工業和信息化部聯合推出了十城千輛節能與新能源汽車示範推廣套用工程,確定了參與該工程的三批共25個城市。經過幾年發展,電動汽車重大科技專項在全國建立了上海、北京、天津、杭州、武漢、威海、株洲等7個電動汽車商業化示範城市,其中上海、北京、杭州、株洲等城市針對示範車型的特點,建設了各具特色的電動汽車充電服務設施。截止2011年底,我國己建成電動汽車充電站314座,電動汽車交流充電樁超過1.6萬個。
此外,國內各大企業正加緊電動汽車充電設施的規劃和布局,國家電網制定了電動汽車能源供給模式和運營模式方案,計畫2015年前在全國建成1700座充電站和300萬個充電樁。南方電網也展開了電動汽車充電設施的布局,並計畫2012年底前在深圳建設89個充電站及2.95萬個充電樁。許多省市也針對自身的發展特點做了電動汽車充電站的建設規劃。深圳市政府明確將在全市所有住宅區、社會公共停車場中分批安裝新能源汽車充電樁,並計畫2012年底在全市28個住宅區、30個政府物業和社會停車場共安裝6900個充電樁。湖北省電力公司也計畫2012年內建設15座大型充電站和150個交流充電樁。
儲能電站
儲能電站建設的關鍵在於儲能技術的開發,許多已開發國家都對此十分重視,特別是在美國、日本及歐盟各國,儲能技術的研究和套用均得到了快速發展年起日本東京電氣公司聯合NGK公司展開了對硫化鈉電池作為儲能物質的研究。美國電力公司於2002年9月研製了北美第一台容量為SOOkW的硫化鈉(NaS)電池能量儲存系統(Battery Energy Storage System, BESS。美國阿拉斯加電網於2004年安裝了一台峰值可達26.7MW的採用鎳福蓄電池的BESS,並可繼續對其進行擴充,最大容量可達到40M W。德國很早就對BESS在電力系統中的套用進行了研究,1979年研發了儲能測試設備,1981年完成了大規模鉛酸蓄電池儲能電池組,並組建了總容量為17MW的電池儲能系統,配備有兩組8.SMW電力轉換器。加拿大VRB動力系統公司開發了全釩液流電池(Vanadium Redox-flow Battery, VRB)儲能系統,並幫助包括美國、愛爾蘭、丹麥、義大利、南非、南非和澳洲金島等多個國家和地區建立了大規模儲能系統,涉及功用包括風/儲發電併網、削峰填谷、應急備用電源、電信備用電源、風光互補發電、偏遠地區供電等。近年來,隨著新能源技術的發展及堅強智慧型電網(Strong Smart Grid, SSG)的提出,各國對儲能技術的發展達到了一個新的高潮。從美國SNL (Sandia National Laboratories), EPRI (Electric Power ResearchInstitute)和NREL (National Renewable Energy Laboratory )等機構公布的數據來看,其立項或己完成的儲能系統涉及電池儲能(鉛酸蓄電池、鏗電池等)、液流電池儲能(嗅化鋅、硫化鈉、全釩液流電池等)、空氣壓縮儲能、飛輪儲能、超級電容儲能以及其它儲能方式(抽水儲能、超導儲能、燃料電池)等多種儲能方式的共35個系統。其中,由Primus Power和加州能源委員會、太平洋氣電公司、SNL, EPRI等合作開發的液流電池風場儲能示範系統,功率為25MW,容量則高達75MWh,該系統位於加州Modesto的中央峽谷,計畫2013年2月試運,有望可通過吸收和回饋電能實現負荷搬移、平抑風電間歇性的功率波動,改善電網電能質量。
2010年10月,中科院上海矽酸鹽所和上海電力公司合作研發儲能用鈉硫電池,實現了100kW/ 800kWh鈉硫電池儲能電站的併網運行,並在上海世博會期間對外進行了中試階段的成果展示。2011年4月,國內第一個兆瓦級電池儲能站一一SMW鏗電池儲能站在深圳併網成功,標誌著我國大容量電池儲能集成套用技術取得實質性進展。此外,近年來還出現了一系列的儲能電站示範基地,如上海電力公司槽溪能源轉換綜合展示基地中的1 SOkW鈉硫電池能量轉換裝置及120kW鏗電池能量轉換裝置;杭州電力公司古翠路電動汽車充換電站SOOkW鏗電池能量轉換裝置;國家風光儲輸示範工程(一期)SOOkW能量轉換裝置等。其中,國家風光儲輸示範項目是國家金太陽重點項目,以風光發電控制和儲能系統集成技術為重點,力求解決新能源大規模併網的技術難題。
充放儲一體化電站
充放儲一體化電站兼具充電站和儲能電站的優勢。在國外,美國加利福尼亞州Santa Monica市政府和愛迪生科技公司在美國能源局的協助下,在Santa Monica小鎮修建了一座太陽能充電站,該充電站服務的車輛全都是TOYOTARAV4電動車,充電站剩餘的電力則供給位於充電站旁的小區活動中心。紐約長島建成了基於硫化鈉電動公交充電站系統,其功率為1MW容量為7.2MWh,系統由EnerNex公司開發,並邀請了紐約電力局、NGK, ABB公司、DOE及NYSERDA等公司及部門參與,該系統於2009年3月試運成功,滿足了長島公交站峰值功率並且提供了緊急的備用電力,系統每天能為站內的天然氣壓縮機提供6至8小時高達1 MW的功率,並且在夜間用電低谷時從電網吸收電能,實現了電網負荷的削峰填谷。
2011年7月,山東電力公司薛家島電動汽車智慧型充換儲放一體化電站試運成功,該一體化電站可同時為120輛電動公車充電,配套建設的集中充電站可同時為360輛乘用車充電,電站還可同時滿足 280輛公車的換電需求。在儲放功能上,公車充換電站放電功率為700kW(峰值可達4.2MW,集中充電站最大儲放功率則可達4.32MW,電池梯次利用儲放電功率為2MW。該一體化電站實現低谷時存貯電能,並在用電高峰和緊急情況下向電網釋放電能,峰谷調節負荷為7.02MW(峰值可達10.52MW ) 0 2011年11月,上海嘉定安亭集中充換放儲一體化電站奠基,該電站作為國家“863”計畫實施“電動汽車智慧型充放儲一體化電站系統及工程示範”課題的配套工程,將具備電動汽車充放電、電池更換與電池儲能梯級利用等功能。
關鍵技術 綜述 近年來,國內外研究機構和學者對充放儲一體化電站開展了大量的研究工作,研究領域主要涉及如圖1.1所示的幾個方面。充放儲一體化電站的建設和運營是一個複雜的系統工程,國內外均處於探索階段,它涉及到電力系統、電力電子學、信息通信、經濟學、結構設計等多學科的問題,各學科也存在交叉之處。本文主要關注充放儲一體化電站功率調節系統的能量變換和控制過程中存在的相關問題。
功率調節系統在充放儲一體化電站中起著連線電網或負荷和儲能載體的紐帶作用,它集充放功能於一體,具有雙向功率調節的作用。下面分別介紹其供電方式、拓撲結構和運行模式。
供電方式 充放儲一體化電站功率調節系統的的供電方式如圖所示,分為交流母線供電、直流母線供電以及交直流母線混合供電三種。目前套用比較多的是交流供電方式,介紹了幾種典型結構,並比較了幾種構成方式的設備購置和運行費用,得出了交直流母線供電方式具有較好經濟性的結論,但是文中未考慮不同母線構成中由於各變換器禍合帶來的系統可靠性問題。
拓撲結構 高壓大容量的PCS還沒有成熟一致的主電路拓撲,用戶需根據不同的運用場合和電池組特性進行優選[[29], [30]。從電路結構來看,PCS主要有圖1.3所示的單級式、兩級式和組合式3種。圖1.3 (a)的單級式拓撲中,電池組通過DC/AC變換器直接到達連線埠1,一般會加升壓型隔離變壓器再與電網或負載相連,該型拓撲的優點是結構簡單、能耗相對較低,適用於電網中分散式獨立電源併網。其主要缺點是儲能單元的容量選擇缺乏靈活性,對電池組的端電壓範圍有一定要求。圖1.3(b)所示的兩級式拓撲中,DC/DC環節可以適應較寬的電池組端電壓,連線埠1處可不經過變壓器直接與電網或負載相連,這種拓撲的主要優點是適應性強,所接電池組的配置可以更為靈活,缺點是多了一個DC/DC環節降低了系統轉換效率,並且DC/DC環節和DC/AC環節之間還存在阻抗匹配(Impedance Matching, IM)的問題。圖1.3(c)中,雙向系統由兩個單向拓撲組合而成,K1閉合K2斷開時,系統通過AC/DC環節和DC/DC環節給電池組充電;K1斷開K2閉合時,系統通過DC/AC環節向連線埠1放電,該拓撲的優點是各環節硬體電路和控制相對簡單,缺點是充放電切換較為麻煩,且電路利用率不高,因此很少使用。
圖1.3中,各AC/DC環節和DC/DC環節也有多種拓撲可供選擇,其中適用於單級式高壓大容量PCS的常用拓撲主要有三相全橋和三相半橋拓撲,以及由其衍生出來的多電平拓撲和級聯型拓撲。適用於兩級式PCS的常用雙向DC/DC拓撲又可分為隔離型和非隔離型隔離型拓撲主要有:正激式、反激式、推挽式和橋式等結構以及它們的組合,隔離變壓器的引入可以實現電網與電池系統或分散式電源之間的電氣隔離,不存在對地漏電流,安全性能好。非隔離型DC/DC拓撲主要有半橋型、全橋型和Buck-Boost級聯型等三種拓撲結構,其結構簡單、可靠性好、效率高,缺點是變壓比不能太大,且需要考慮共模電流的消除問題。
運行模式 由雙向拓撲組成的PCS具有豐富的運行模式。併網運行時,在電池充電階段,電網為電池組和本地負荷提供電能,PCS在此期間工作於整流充電模式,根據不同的電池類型和荷電狀態(State of Charge, SOC),系統可以選用不同的充電方式。在電池放電階段,可根據上層系統的要求工作於恆功率模式或者恆流模式。此外,只要參數設計合理,PCS還可以工作於APF和PFC模式,用於補償本地負載的諧波電流和向電網提供無功支撐。孤島運行時,PCS則根據系統要求工作於恆壓定頻模式。
原理 為電動汽車提供充電服務的充放儲一體化電站主要由四部分構成:調度中心、多用途變流裝置、充放儲電池更換系統和梯次電池儲能系統,如圖所示。 充放儲一體化電站綜合了電動汽車充電站、電池更換站與電池儲能電站的功能,完成與電網、電動汽車間的信息互動,實現有序能量管理,既可以作為區域電網中的用電負荷,也可以作為分散式電源向電網供電。
一體化電站可等效為四象限變流裝置控制的電流源或電壓源,其電壓源控制算法通過SVPWM控制,使一體化電站作為電壓和相角可調的受控電壓源來運行,即電壓源運行模式。如果將輸出電抗器作為內部等值電抗,一體化電站就可以等值於同步發電機,等值電路如圖2所示。1電動汽車一體化站的結構與運行。
電動汽車一體化站的設計特點為多功能、多目標,多功能體現在一體化站可為電動汽車用戶同時提供快速充電、常規充電以及更換電池等服務,而多目標體現在一體化站作為電網的一個擁有儲能能力的智慧型節點,可併網運行為電網提供增值服務並參與電網調度運行。
基於以上設計思想,充放儲一體化電站的結構如圖1所示,由調度中心、多用途變流裝置、電池充換系統(充電站)、梯次電池儲能系統(梯次站))4個子系統組成。其中,調度中心負責整個電站的調度控制,多用途變流裝置實現交流電網和站內直流系統的交一直轉換,電池充換系統為電動汽車提供多種充電服務,梯次電池儲能系統作為備用電源併網運行,配合一體化站的最佳化調度。
充放儲一體化電站具有一體化的優勢,能夠規劃電池充電次序,開發利用閒置電池以及退役電池的儲能價值,電池系統併網運行並配合上層電網調度中心參與最佳化調度運行,維持電力系統安全穩定運行。
運行模式 一體化站在正常情況下併網運行並為電動汽車提供充換電服務。當上級電網出現緊急狀態時需要調整運行方式,提供必要的支持;若上級電網崩潰時則需離網運行,防比電站設備損壞。由此可見,一體化電站的具體運行模式與接入點電網的狀態緊密聯繫。研究中將
電網 狀態劃分為正常、警戒、緊急/嚴重緊急、崩潰以及恢復5個狀態。
在5種電網狀態下,充放儲一體化電站相應調整運行模式,總體而言可採取3種運行模,如圖2所示。
1)正常運行模式。
一體化電站的常規狀態為正常運行模式,該模式適用於電力系統正常運行狀態甚至告警狀態。一體化電站處於正常運行模式時,電網各項指標仍處於正常範圍內,此時,一體化電站運行以經濟最佳化作為主要目標,利用峰谷時差電價對電動汽車的充放電採取最佳化控制,同時適當提供包括無功補償、諧波治理等輔助服務。在正常運行模式下,充放儲一體化電站可能的運行子狀態包括:充電站充電/放電/不動作和梯次站充電/放電/不動作共9種組合方式。
2)保護運行模式。
一體化站非常規狀態為保護運行模式,該模式適用於電力系統出現緊急甚至嚴重緊急狀態,即系統各項運行指標處於穩定邊緣。在該運行模式下,一體化站不再以經濟目標為主要運行目標,因為若一體化站仍以經濟調度方式運行,可能加劇系統的各項指標越限,導致系統失穩。因此,一體化站應調整運行模式,進入保護運行模式,利用一體化電站變流裝置的技術優勢,採取包括快速有功功率無功功率支持在內的緊急支持措施,協助電網恢復正常運行狀態。
3)孤島(自治)運行模式。
一體化站的特殊運行狀態為孤島運行模式,也稱自治運行模式,適用於電力系統崩潰及系統恢復狀態。採用該運行模式時,電力系統各項指標己經嚴重偏離穩定限值,若一體化站仍併網運行將嚴重損害一體化站電力設備,因此一體化站應迅速解列進入離網運行狀態。
規程的制定 對電廠/電站等而言,運行規程是重要的技術規章制度,關係電廠/電站的安全穩定運行。運行規程的編制是為了使電廠/電站等設備安全運行,可靠提供發電變電服務。從運行人員的角度上講,運行規程應該要求運行人員了解運行設備、熟悉設備運行特點,為設備運行、操作以及事故處理提供必要的指導以及工作準則,也為各級調度中心調度指揮提供參考依據。
在電力系統運行過程中,根據不同的運行狀態,調度人員可有針對性地對電力系統中各電源、網路結構、變電設備及用戶等進行運行狀態的調整,以符合當前電網的合理運行。
在一體化站運行中,根據電網狀態和一體化站當前狀態,通過相應的調控可以對電網運行的若干指標進行調節,使其運行在正常範圍內,有利於電力系統以及一體化電站的安全穩定運行。
一體化站標準運行規程的編制需要遵照國家有關部門以及上級頒發的有關技術管理規程,如《電業安全工作規程》、《電氣事故處理規程》、《電力變壓器運行規程》、《發電機運行規程》、《電業生產事故調查規程》以及所在區域電網的《電力系統調度規程》和各類預防事故措施等檔案。
根據一體化站的設計特點,標準運行規程由7個部分組成。
1)總則。
一體化站的單站容量為2.5 MW,隨著電動汽車的發展,一體化站的需求量將逐步上升,若區域電網的一體化站規模擴大至10個站以上,一體化站總容量將達25 MW以上,這對區域電網的安全穩定運行有著重要影響。為了進一步規範一體化站運行,充分開發一體化站電池儲能所能提供的快速功
2)調度中心。
①裝置說明。調度中心是充放儲一體化站的指揮中心,監控主機位於圖3中的監控室,調度中心完成3大功能:監視站內配電系統、充電裝置、電池系統、能量轉換系統以及電網系統的狀態;處理下級數據採集系統上傳的信息;根據監測數據制定一體化站的充放電計畫,控制一體化站各個子系統的運作。
②運行流程。現場監控裝置分布於站內各子系統,獲取電池充換系統的電池儲能水平狀態、充電區域以及換電區域的運行狀態、梯次電池儲能系統的儲能水平狀態、電網的運行狀態,並通過車載終端獲取當前車輛運行信息,包括電池電量狀態以及電能需求等;中央處理機根據以上信息制定電池充換系統以及梯次電池儲能系統的充電放電計畫,傳送控制指令控制切換能量轉換系統的運行狀態,從而控制一體化站與電網之間的能量流動。人機互動平台
實時顯示一體化站子系統狀態,並存儲一體化站的歷史運行數據,可實現對一體化站的人工操作控制。
③操作和注意事項。調度中心的操控採用自動化系統,站內繁多的狀態信息數據通過區域網路傳輸到主機,主要包括電氣設備、保護裝置、測控單元等,這些裝置與主機實現實時通信。同時,主機通過通信網路將本站調度信息數據實時上傳至上級電網調度中心。
3)變流裝置。
①裝置說明。多用途變流裝置是連線電網和一體化站的能量通道,已通過多組整流/逆變器以及直流變換器實現交流電網與站內直流系統之間的能量轉換。採用nc/nc-nc/ac拓撲結構的變流裝置具有適應性強、控制獨立等優點,能滿足一體化站的運行控制需求,便於對電池系統進行靈活充放電控制與管理以及併網控制。
②運行流程。變流裝置接收來自調度中心的指令,根據指令控制變流裝置的運行模式:充電站充電/梯次站充電;充電站充電/梯次站不動作;充電站充電/梯次站放電;充電站不動作/梯次站充電;充電站不動作/梯次站不動作;充電站不動作/梯次站放電;充電站放電/梯次站不動作;充電站放電/梯次站放電。
4)電池充換系統。
①裝置說明。電池充換系統是一體化站對電動汽車用戶的服務視窗,同時具有電池更換系統和快慢充電裝置,適應不同需求。電池充換系統包括充電區、換電池區以及電池維護區3個模組。充電區:配備快速和慢充電裝置,並能對電池系統的儲備電池按照充電計畫進行合理的充放電控制;換電池區:可為電動汽車用戶提供快速更換電池服務;電池維護區:位於圖3中的電池特性檢測室以及梯次利用電池成組區間。電池維護區對電池進行維護,包括電池性能檢測以及電池維修等,並進行梯次分組後將可作為動力的電池組送入充換站,動力性能較差的電池送入梯次電池儲能站。
電池充換系統通過多用途變流裝置從電網充電,在電網發生緊急狀況時也可對電網放電。
②運行流程。充電區為抵達一體化站的電動汽車提供常規充電和快速充電方式,對時間要求較高的用戶可至換電區快速更換電池。
電池維護區中電池特性檢測室對用戶更換下來的電池進行測試,將動力性能良好的電池送入電池充換系統,組成儲能站併網運行,同時,將喪失動力性能的電池送入梯次電池成組車間進行分組後送入梯次電池系統組成儲能站併網運行。此外,對於損壞的電池進行維修後分類送入充電站和梯次站。
除動態檢修過程外,對於充電站以及梯次站內電池還需定時檢測,及時移除異常電池進行維修和保養。
5)梯次電池儲能系統。
①裝置說明。梯次電池儲能系統對電池維護區的退役電池進行再利用,開發電池的剩餘使用價值,構成電池儲能系統與電網進行靈活可控的能量互動,提高經濟效益以及增強電網運行可靠性。
②運行流程。梯次電池儲能系統實時掌握將電池維護區中梯次利用電池成組車間的電池情況,當站內電池容量缺額時從成組車間獲取梯次電池加入儲能系統,並定期檢測儲能電池狀態,將儲能性能失效的電池移除。
6)站內配電系統。
①裝置說明。站內配電系統是一體化站正常運行的基礎,為一體化站內各設備裝置提供電源,同時提供一體化站內的照明、溫控等系統的供電。
②運行流程。正常情況下配電系統由電網供電,為站內設備提供電源;當一體化站進入孤島自治運行時,配電系統由充電站和梯次站供電,維持一體化站設備的正常運轉。
7)一體化站異常及事故處理。
①電網進入緊急狀態。當一體化站接入的上級電網進入緊急狀態時,電網各運行指標己經嚴重越限,一體化站調度中心控制一體化改變運行模式,進入保護運行模式,為電網提供緊急支持服務。該模式下一體化站暫停電動汽車充換電服務,2個電池儲能站均併網運行,根據調度中心指令對電網進行全功率充/放電。
②電網進入崩潰狀態以及恢復狀態。當一體化站接入的上級電網進入崩潰狀態以及恢復狀態時,電網緊急控制措施己無法將其調整至正常運行狀態,此時一體化站若維持併網運行,將由於接入點電壓電流等嚴重偏離額定值而嚴重損壞一體化站站內設備,因此,一體化站調度中心控制一體化站脫離電網運行,進入孤島自治運行模式,不再與電網進行功率支持。