8月22-24日，由充換電百人會、中國充電樁網(wǎng)、中國風(fēng)光儲網(wǎng)、聯(lián)聯(lián)充電、國家電投&融和元儲、充電聯(lián)盟等單位聯(lián)合主辦，上海賀勵展覽有限公司、上海賀勵商務(wù)咨詢有限公司承辦的2022中國國際光儲充產(chǎn)業(yè)大會&2022中國國際社區(qū)充電產(chǎn)業(yè)大會，簡稱：金磚光儲充論壇&金磚社區(qū)充電論壇在常州香格里拉大酒店順利召開。本屆大會設(shè)置“論壇峰會+展示臺展示”，既有企業(yè)細(xì)致入微的分析，也有行業(yè)專家為市場發(fā)展提出的設(shè)想與方案，助力落實國家提出的“碳達(dá)峰、碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)要求，積極助力構(gòu)建“雙循環(huán)”新發(fā)展格局。
中國能源建設(shè)集團江蘇省電力設(shè)計院綜合能源工程公司儲能與配用電部 項目經(jīng)理蔡博戎出席論壇并發(fā)表主題演講——《鋰電儲能電站設(shè)計解決方案及發(fā)展趨勢探討》 。
以下為演講實錄：
蔡博戎：尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位同仁：我是中國能源建設(shè)集團江蘇省電力設(shè)計院綜合能源工程公司的蔡博戎。很榮幸能有這個機會進(jìn)行學(xué)習(xí)、分享。
我分享的題目是《鋰電儲能電站設(shè)計解決方案及發(fā)展趨勢探討》。
江蘇院隸屬于中國能源建設(shè)集團，是國家甲級電力勘測設(shè)計企業(yè)，連續(xù)多年名列全國勘測設(shè)計企業(yè)綜合實力百強之列，同時被商務(wù)部評為“中國對外承包工程業(yè)務(wù)100強”。儲能是中國能建江蘇院在轉(zhuǎn)型跨越過程中瞄準(zhǔn)的又一個熱點，江蘇院先后承擔(dān)了貴州興義清水河儲能電站、鎮(zhèn)江東部儲能電站、南京江北儲能電站、秦皇島分布式儲能電站以及三峽烏蘭差補新一代電網(wǎng)友好綠色電站示范項目。上述項目在國內(nèi)獲得一系列的工程以及咨詢獎項。
從2017年開始，江蘇院承擔(dān)的儲能項目從幾兆瓦到幾十兆瓦的規(guī)模，到近些年成見了百兆瓦級別的儲能電站層出不窮。我們江蘇院順應(yīng)市場需求，專門成立了儲能與配用電部，專門負(fù)責(zé)電化學(xué)儲能項目。“雙碳”目標(biāo)可以說是電化學(xué)儲能發(fā)展的最重要的時代背景以及驅(qū)動因素，截止2021年底，我國可再生資源發(fā)展占比已經(jīng)達(dá)到超過40%。我國電力系統(tǒng)已經(jīng)形成了高比例可再生資源和高比例電力電子設(shè)備的“雙高”特征及發(fā)展趨勢。高比例可再生資源以風(fēng)電、光伏為主，而風(fēng)光發(fā)電都具有很大的不確定性，風(fēng)電日波動最大幅度可達(dá)到裝機容量的80%，呈現(xiàn)白天少，晚上多，夏季少，冬季多的反調(diào)峰特性。光伏受晝夜、天氣以及移動云層的變化，也同樣存在著間歇性和波動性。隨著風(fēng)電和光伏并網(wǎng)比例的提升，常規(guī)電源裝機比例相對降低，給電網(wǎng)調(diào)峰容量需求帶來一個很大的挑戰(zhàn)。高比例電子電力設(shè)備以風(fēng)、光變流器為主，變流器具有低慣性和弱致穩(wěn)性的特點，導(dǎo)致了電網(wǎng)的抗干擾能力和調(diào)節(jié)能力降低，嚴(yán)重影響電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。
儲能系統(tǒng)是電網(wǎng)中最優(yōu)質(zhì)而靈活地調(diào)節(jié)資源，它同時具有一個電源及負(fù)荷的特性，可以在電力系統(tǒng)的發(fā)輸配用端均起到關(guān)鍵作用。電源側(cè)可憑可再生資源的波動，起到調(diào)峰、系統(tǒng)調(diào)頻的功能。電網(wǎng)側(cè)儲能主要可以用于電網(wǎng)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵節(jié)點的阻塞，延緩輸配電擴充及改造的時間。用戶側(cè)用于自發(fā)自用，峰谷套利，同時在一定情況下可以保證用戶的供電質(zhì)量，提高供電可靠性。
在火電側(cè)，目前主要的工程項目是通過電化學(xué)儲能參與火電廠的AGC調(diào)頻。通過儲能與火電機組的聯(lián)合出力，使得火電機組在并網(wǎng)點跟蹤電力系統(tǒng)的調(diào)度指令，以滿足電力系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線功率控制要求。
如此公式可以看到，性能指標(biāo)k和它的調(diào)節(jié)速度、調(diào)節(jié)精度有關(guān)，通過電化學(xué)儲能更快地響應(yīng)速度，提升了火電廠的調(diào)節(jié)性能指標(biāo)k。k的提升可以提升它的調(diào)頻報價，在最終的調(diào)用補償費用里面可以看到，它的補償費用既跟k有關(guān)，也跟它的調(diào)頻報價有關(guān)。我們提升了性能指標(biāo)之后，相當(dāng)于既提升了性能指標(biāo)，又提升了報價，起到了雙倍的作用?？梢哉f，它的調(diào)頻補償費用與它的性能指標(biāo)k的平方成正比。
在電網(wǎng)側(cè)，前些年江蘇省電力公司也建立了一大批電網(wǎng)側(cè)儲能，像第一批建設(shè)有101兆瓦、202兆瓦時，在鎮(zhèn)江的一個儲能電站。第二批在南京鹽城、蘇州等地一共建立了410兆瓦的電網(wǎng)側(cè)儲能，對于電力系統(tǒng)的性能指標(biāo)優(yōu)化起到了比較好的作用。在新能源側(cè)，多省份要求新能源按照一定比例配置儲能，配置比例從5%~20%不等，配置時間基本為1~2小時，但是從收益上來說，新能源廠站的上網(wǎng)電價遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能覆蓋儲能的度電成本的。個人認(rèn)為，新能源側(cè)儲能應(yīng)該和電網(wǎng)側(cè)儲能起到的作用其實是類似的，它更多地都要參與電網(wǎng)的一次調(diào)頻、AGC、AVC輔助電網(wǎng)的輔助服務(wù)，起到這些功能才能對得起它比較高昂的造價。
如何提升儲能利用率是目前很重要的研究方向。共享儲能以實現(xiàn)資源共享為目標(biāo)，把電力系統(tǒng)中某個關(guān)鍵節(jié)點的儲能資源釋放給整個電力系統(tǒng)使用，進(jìn)行一對多的服務(wù)，以獲取更大的利用率，是當(dāng)前的一個研究熱點。
如圖顯示的是江蘇省工商業(yè)的電價表，就在江蘇省范圍內(nèi)來說，對于工業(yè)上儲能采用峰谷套利的方式還是可以取得一定收益的，但其中的關(guān)鍵在于儲能的容量配置匹配用戶的負(fù)荷計算、報裝容量，制定一個合適的容量配置以及運行方式。
接下來介紹幾個工程案例。
一，江蘇院在三峽烏蘭察布做的新一代電網(wǎng)友好綠色電站示范項目，主要針對烏蘭察布地區(qū)高峰時段電力供應(yīng)緊張問題，重點圍繞電網(wǎng)側(cè)儲能開展示范。其實它說是建在新能源側(cè)，但它其實是提供給電網(wǎng)側(cè)做調(diào)峰的作用，新能源裝機規(guī)模兩百萬千瓦，風(fēng)電170萬千瓦，光伏30萬千瓦，配套建設(shè)了55萬2小時的儲能，包含4個單元四塊光伏。分為三期建設(shè)，其中采用的技術(shù)除了目前用得比較多的1500伏直流儲能技術(shù)之外，還率先使用了STATCOM儲能和數(shù)字儲能。STATCOM采用IGCT功率元件和新型多電頻的功率變換技術(shù)，可實現(xiàn)大規(guī)模風(fēng)電廠動態(tài)無功補償和動態(tài)有功平抑同時進(jìn)行。數(shù)字儲能利用了動態(tài)重構(gòu)電池網(wǎng)絡(luò)，使得電池單體的硬連接變?yōu)槌绦蚩刂频能涍B接。目前來說，這個項目的一期工程4號站已經(jīng)投入使用，二、三期正在建設(shè)當(dāng)中。
二，江蘇電網(wǎng)于浙江、鹽城等多地建立了多個儲能電站，浙江院負(fù)責(zé)其中的五峰山站和三躍儲能電站，采用的是分散式布置、集中控制的方式。鎮(zhèn)江儲能項目參與大電網(wǎng)實時調(diào)頻，設(shè)定地響應(yīng)優(yōu)先級市，優(yōu)先參與“源網(wǎng)荷儲”，其次是一次調(diào)頻，再次是AGC，可以有效地提高江蘇省電網(wǎng)的CPES的考核指標(biāo)。2019~2020年江蘇電網(wǎng)上的第二批儲能電站項目，其中最大的是江北的110兆瓦的儲能項目，除了在第一期的功能基礎(chǔ)上，還增加了多站融合的功能，將光伏充電樁，與“光儲充”一致的思維，將這些功能集成到綜合能源站，擴展了儲能電站的功能。
三，南京濱江用戶側(cè)儲能的項目。通過光伏和儲能的配置，通過儲能電站“兩充兩放”的運行方式，可以達(dá)到比較不錯的運行收益。
前面都是從應(yīng)用場景中簡單介紹了儲能電站的設(shè)計解決方案要點，但是從產(chǎn)品角度上來說，當(dāng)前儲能存在著電池起火爆炸的風(fēng)險，可用容量低、壽命短、生命周期內(nèi)需多次更換，人工運維工序多、成本高的特點。如果需要解決這些問題的話，可以從以下幾個方面入手。
一，安全方面?？扇?xì)怏w探索器，通過BMS聯(lián)動，可以極大地提升事故早期檢測，儲能安全還是以預(yù)防為主，消防的方式通過氣體消防和水消防的配合，可以做到有效地控制電池失控，作為合適的電池?zé)崾Э氐陌踩Ｕ稀?/p>
二，電池一致性方面。通過電芯、電池蹙電壓均衡技術(shù)，有效地提升儲能系統(tǒng)的可用容量。此外在運行方面以及設(shè)計方面，通過合理的暖通設(shè)計，或者更為優(yōu)秀的液冷方式，可以將電池運行的溫差控制在比較小的范圍內(nèi)，從而減少電池運行損耗不一致對于電池系統(tǒng)壽命的影響。
三，運維方面?？梢酝ㄟ^建設(shè)智能運維平臺，降低運維人員的工作量，儲能智能運維平臺可以通過大數(shù)據(jù)分析方式，深度挖掘儲能電站中的電池數(shù)據(jù)，建立一個綜合評價模型，能夠預(yù)測出儲能電池的健康度和性能衰減、離散程度、設(shè)備故障率，提前發(fā)現(xiàn)并定位異常電池以及電池模組的位置。此外，可進(jìn)行設(shè)備參數(shù)充值SOC標(biāo)定，以及SOC標(biāo)定之類的操作，降低運維人員的工作量，但是目前來說可能智能運維平臺它的準(zhǔn)確性不一定是那么高，有的故障可能發(fā)現(xiàn)得不是那么及時，可能發(fā)現(xiàn)有故障的問題檢測出來實際不一定有那么多問題，這也是一個發(fā)展趨勢。未來隨著大數(shù)據(jù)的積累，它的預(yù)測精度在可以預(yù)測的未來肯定是越來越高的。
以上就是我的匯報內(nèi)容，感謝各位！
