中國(guó)三峽新能源(集團(tuán))股份有限公司山東分公司 副總經(jīng)理 汝會(huì)通出席論壇并發(fā)表主題演講——《電化學(xué)獨(dú)立儲(chǔ)能電站安全思考》 。
以下為演講實(shí)錄:
汝會(huì)通:謝謝大家參與這個(gè)會(huì)議,講個(gè)笑話活躍一下氣氛。爸爸給兒子講故事,說:從前有一個(gè)青蛙,兒子說,我想聽科幻的。爸爸說,從前在太空里有一個(gè)青蛙。兒子說,有沒有限制級(jí)的?爸爸說,別讓你媽媽聽見,從前有一只沒有穿衣服的青蛙。笑話有點(diǎn)冷,外面很熱,正好中和一下,開始我們的講解。
我今天主要以我們?nèi)龒{能源的慶云儲(chǔ)能電站為例,給大家介紹一下獨(dú)立儲(chǔ)能電站,尤其是電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全方面的思考。
三峽慶云三峽慶云儲(chǔ)能電站位于山東省德州市慶云縣,是山東省首批儲(chǔ)能示范項(xiàng)目之一,項(xiàng)目一期100兆瓦/200兆瓦時(shí)項(xiàng)目已于去年年底投產(chǎn)發(fā)電,總投資約4億元。二期200兆瓦/400兆瓦時(shí)也已列入山東省第二批儲(chǔ)能示范項(xiàng)目名錄。建成后300兆瓦/600兆瓦時(shí)獨(dú)立電站,將成為國(guó)內(nèi)目前規(guī)模最大的電網(wǎng)側(cè)共享儲(chǔ)能電站。
項(xiàng)目的建設(shè)從2021年5月份備案,10月份開工建設(shè),大家都知道去年整個(gè)北方雨水很多,10月份基本沒怎么干活,真正開始干就是11月份,到年底就建成并網(wǎng),速度還是很快。
獨(dú)立儲(chǔ)能電站的規(guī)模構(gòu)成基本上跟剛才幾位專家講的差不多,主要是3S系統(tǒng),BMS、PCS、EMS,這是主要的系統(tǒng)。還有一些輔助支撐系統(tǒng),再加上匯流升壓系統(tǒng),主要由這幾部分組成。
項(xiàng)目今年1月27日正式投運(yùn),在春節(jié)期間參與了山東省削峰填谷春節(jié)期間保供的任務(wù),基本做到每日一充一放,充放電的深度是0-100%,我們用的是寧德時(shí)代的電池,跟我們系統(tǒng)控制還是非常好及可以做到100%的充電。整個(gè)運(yùn)行以來,整個(gè)綜合運(yùn)行效率是86.12%,在山東省首批5個(gè)獨(dú)立儲(chǔ)能電站里面,我們的數(shù)據(jù)還是比較好看的。
我們這個(gè)項(xiàng)目作為山東省“源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)”智能友好互動(dòng)系統(tǒng)的重要資源,在電網(wǎng)調(diào)頻、調(diào)峰這方面,發(fā)揮了重要作用。調(diào)頻和黑啟動(dòng)都是我們電站本身可以實(shí)現(xiàn)的,但是在山東省不需要,我們目前只實(shí)現(xiàn)了調(diào)峰的作用,也可以做到毫秒級(jí)的快速響應(yīng)。
為什么在慶云縣建這個(gè)儲(chǔ)能電站呢?因?yàn)閼c云的電網(wǎng)構(gòu)架特別有意思,它基本上沒有火電,基本全部是新能源,新能源的裝機(jī)發(fā)電量已經(jīng)超過了它縣域的全社會(huì)社會(huì)用電量。所以說,它特別缺這么一個(gè)儲(chǔ)能的電站作為一個(gè)中間的轉(zhuǎn)換。
我們這個(gè)電站建成之后,它就可以對(duì)外宣稱說“建成了,山東省第一個(gè)全縣域純綠色電網(wǎng)的一個(gè)體系”。我們這個(gè)“故事”講出來之后,也得到了上上下下各方面的高度認(rèn)可。
我們這個(gè)項(xiàng)目的特點(diǎn)有幾點(diǎn)。
第一,采用了液冷儲(chǔ)能熱管理技術(shù)。
現(xiàn)在來講,已經(jīng)是基本上成為一種標(biāo)配,前幾年大家還有一些采用風(fēng)冷的技術(shù)。
第二,采用非步入式全球最先進(jìn)的1500V液冷集成方案。
非步入式的也就是把集裝箱大門開開以后,人不進(jìn)去,最早的設(shè)計(jì)方案是集裝箱開開之后,里面留一個(gè)檢修通道,人還要進(jìn)去,現(xiàn)在電池是背靠背地布置,人所有的巡檢都在外部進(jìn)行,一是提高了電能密度,再一個(gè)確實(shí)是安全各方面都得到了保證。整個(gè)利用效率還是比較高的。
第三,采用全氟己酮作為滅火劑。
傳統(tǒng)意義上,大家都知道儲(chǔ)能電站,包括電池間都采用七氟丙烷的比較多,全氟己酮這個(gè)技術(shù)應(yīng)用以后,大家普遍采用這些東西,它的滅火性比較好,環(huán)境友好型突出。
儲(chǔ)能電站還有幾個(gè)特點(diǎn),我個(gè)人總結(jié)出來的。
第一,建設(shè)周期短。兩到三個(gè)月就形成產(chǎn)能,剛才大家看我們電站建設(shè)的橫道圖,也就是這么一個(gè)時(shí)間。
第二,模塊化、單元化設(shè)計(jì)。在發(fā)生熱失控的時(shí)候,可以將損失限制在單個(gè)單元。
第三,工廠化/作業(yè)。電池集裝箱、PCS集裝箱全部都是在工廠里面安裝完成,現(xiàn)場(chǎng)僅僅是做一些基礎(chǔ),還有就是吊裝,簡(jiǎn)單的插接線,施工效率、施工質(zhì)量、安全性都得到了很大保證。
第四,系統(tǒng)集成性高,數(shù)字化程度高。電化學(xué)儲(chǔ)能電站發(fā)電是以化學(xué)反應(yīng)的形式展現(xiàn)的,不像傳統(tǒng)發(fā)電有機(jī)械傳動(dòng)部分,所以它不直觀,基本上都是以數(shù)據(jù)的形式出現(xiàn),這就是整個(gè)電站的特點(diǎn)。
運(yùn)行情況,我們作為第一批獨(dú)立儲(chǔ)能示范項(xiàng)目,電站今年3月份就開始進(jìn)入現(xiàn)貨市場(chǎng),這個(gè)也是全國(guó)首批。
我們參與現(xiàn)貨市場(chǎng)主要的操作模式,上午有老師已經(jīng)講過了。我們?cè)谇耙惶?2點(diǎn)之前通過山東省電力交易平臺(tái)申報(bào)第二天的96點(diǎn)自調(diào)度曲線,在滿足電網(wǎng)安全運(yùn)行和新能源優(yōu)先消納的條件下優(yōu)先出清,并接受現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格。
大家可能對(duì)現(xiàn)貨市場(chǎng)不是很清楚,簡(jiǎn)單講講為什么現(xiàn)貨對(duì)儲(chǔ)能非常重要呢?也就是說在今年春節(jié)期間,我們參與的是“調(diào)峰”活動(dòng),但是那個(gè)時(shí)候我們充電執(zhí)行的是工商業(yè)的價(jià)格,這個(gè)價(jià)格很貴,電價(jià)組成包括本身的現(xiàn)貨價(jià)加各種稅費(fèi),還有容量補(bǔ)償,這樣加下來,一度電電價(jià)最便宜在3毛錢,貴的時(shí)候就更貴了,有時(shí)候5毛多充的,可能6毛多放電,基本上你算不過賬,進(jìn)入現(xiàn)貨之后,現(xiàn)在輸配電價(jià)也不收了,就是市場(chǎng)里的價(jià)格。山東現(xiàn)貨市場(chǎng)價(jià)格是負(fù)8分到1塊3毛3之間,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況來(當(dāng)日的負(fù)荷情況)。這樣算下來之后,每天充放電之間的價(jià)差會(huì)得到一個(gè)比較好的保證。
電站目前主要收益來自三個(gè)方面:
(1)現(xiàn)貨市場(chǎng)博價(jià)差。這個(gè)風(fēng)險(xiǎn)還是比較大,需要一個(gè)專業(yè)的團(tuán)隊(duì)做支撐,甚至還需要一些輔助的系統(tǒng),像上午融和元儲(chǔ)的領(lǐng)導(dǎo)講的他那套系統(tǒng)還是比較好的,可以給我們提供很好的充電時(shí)段和放電時(shí)段的選擇,我們現(xiàn)在的電站是自調(diào)度模式,我們每天充電時(shí)間和放電時(shí)間是我們自己選擇。
(2)容量市場(chǎng)獲補(bǔ)償。容量電價(jià)在山東省用戶側(cè)用電,每用一度電要交9分9厘1的容量電價(jià),收上來的錢由電網(wǎng)統(tǒng)一進(jìn)行調(diào)配,只要你參與了這個(gè)容量市場(chǎng),都會(huì)得到一定的補(bǔ)償。獨(dú)立儲(chǔ)能電站目前在這方面還可以得到一些補(bǔ)償,最初3月份的時(shí)候,系數(shù)是1,整個(gè)還是比較好,到后來就不停地調(diào)整,其中有的時(shí)候系數(shù)就變成二十四分之二,你儲(chǔ)能提供的服務(wù)是兩個(gè)小時(shí)的,那就是你在24小時(shí)里面,2除以24,就變成十二分之一了,這個(gè)就很少了?,F(xiàn)在獨(dú)立儲(chǔ)能電站又把充電的時(shí)段也算進(jìn)去了,也就變成六分之一,這塊受政策的影響性很大。
(3)租賃市場(chǎng)賺租金。目前市場(chǎng)的活躍度有待提高,主要的原因雖然是有政府強(qiáng)配的政策要求,但是以前批的一些電站,該配的也都配了,今年整個(gè)新能源的市場(chǎng)又不是很活躍,上半年基本就沒怎么開工,等下半年新能源市場(chǎng)統(tǒng)一開起來之后,我個(gè)人的判斷,租賃市場(chǎng)還是可以做的。因?yàn)閺默F(xiàn)在我們算帳來看,如果沒有租賃市場(chǎng),整個(gè)獨(dú)立儲(chǔ)能沒法做,必須要靠租賃把這個(gè)成本壓下來。租賃的價(jià)格基本上就是330萬10兆瓦,10萬的一年就3300萬,在我整個(gè)收入里面占到一半以上,這塊還是非常大的。如果說沒有這個(gè)東西,整個(gè)獨(dú)立儲(chǔ)能電站是巨虧的。
談?wù)劙踩芾?,我們電站到現(xiàn)在執(zhí)行的還是輪班倒休的,24小時(shí)值守的模式,人工監(jiān)測(cè)和計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)相結(jié)合的方式。遠(yuǎn)期我們看看能不能再上一些手段,對(duì)于一些數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析,找出它的規(guī)律,看能不能做到“少人值班”,現(xiàn)在還是不行。從我看到的時(shí)間段,現(xiàn)場(chǎng)還必須有人。為什么是24小時(shí)?因?yàn)橛袝r(shí)候要晚上充電。
在自調(diào)度的模式下,電站的運(yùn)行組織框架應(yīng)做到前方、后方聯(lián)動(dòng),集控中心統(tǒng)一調(diào)度,前方運(yùn)行人員負(fù)責(zé)執(zhí)行落實(shí),后方營(yíng)銷人員提供充放電策略。現(xiàn)場(chǎng)團(tuán)隊(duì)僅僅是參與現(xiàn)場(chǎng)管理,不再是運(yùn)維核心。這和其他的新能源電站有很大的區(qū)別。
對(duì)現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行人員提出了很高要求,首先它要熟悉整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì),要了解我這個(gè)模塊化、單元化的設(shè)計(jì)特點(diǎn),要了解器件選型的安全管理思路,熟練掌握消防方案市、保護(hù)與失效對(duì)策,知曉通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理。還要熟悉材料特點(diǎn);還要熟悉儲(chǔ)能規(guī)范。
最主要的是要加強(qiáng)溫度的監(jiān)測(cè),目前電站的安全從設(shè)計(jì)到整個(gè)運(yùn)行,都是以溫度控制作為要點(diǎn)。
還要加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析,從現(xiàn)在這個(gè)情況來看,數(shù)據(jù)分析這塊還需要做大量的工作,100兆瓦的電站它的數(shù)據(jù)量就達(dá)到70萬多組數(shù)據(jù),這么多的數(shù)據(jù)你要靠人工去監(jiān)測(cè),基本做不到,靠系統(tǒng)的自動(dòng)報(bào)警,它目前由于這個(gè)電站還是初期,它規(guī)律性還沒怎么找出來。
這是我們自己運(yùn)行以來,對(duì)一些故障的分析,基本上還處在一個(gè)控制系統(tǒng)的階段,也就是多個(gè)系統(tǒng)之間的融合有待加強(qiáng)。
最后談幾點(diǎn)思考,第一,電池?zé)崾Э厝匀皇菓以陬^頂上的達(dá)摩克利斯劍。
這里面有幾點(diǎn):
(1)電池?zé)崾Э卦缙诒O(jiān)測(cè)技術(shù)缺乏,現(xiàn)有規(guī)范沒有提及。電化學(xué)反應(yīng)是不可逆的,不像一些物理反應(yīng)可以進(jìn)行物理阻斷、物理隔絕。
(2)電池管理技術(shù)存在盲區(qū)。
(3)電池火災(zāi)控火、滅火技術(shù)仍需要攻關(guān)?,F(xiàn)有的消防系統(tǒng)并不能阻止電池火災(zāi)復(fù)燃爆炸,氣體等化學(xué)滅火劑不能抑制電池復(fù)燃?,F(xiàn)有的火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是基于熱失控已經(jīng)發(fā)生。這是非常重要的,山東省目前正在做的一個(gè)規(guī)范,熱失控已經(jīng)發(fā)生了怎么辦?就是把電池包弄出來,然后在旁邊建個(gè)水池。前兩天我跟一個(gè)專家交流的時(shí)候,他也有這種思路,但是這種思路能不能實(shí)現(xiàn)?有待于現(xiàn)場(chǎng)大家進(jìn)一步的努力。
謝謝大家!