8月22-24日，由充換電百人會(huì)、中國(guó)充電樁網(wǎng)、中國(guó)風(fēng)光儲(chǔ)網(wǎng)、聯(lián)聯(lián)充電、國(guó)家電投&融和元儲(chǔ)、充電聯(lián)盟等單位聯(lián)合主辦，上海賀勵(lì)展覽有限公司、上海賀勵(lì)商務(wù)咨詢(xún)有限公司承辦的2022中國(guó)國(guó)際光儲(chǔ)充產(chǎn)業(yè)大會(huì)&2022中國(guó)國(guó)際社區(qū)充電產(chǎn)業(yè)大會(huì)，簡(jiǎn)稱(chēng)：金磚光儲(chǔ)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(kāi)。本屆大會(huì)設(shè)置“論壇峰會(huì)+展示臺(tái)展示”，既有企業(yè)細(xì)致入微的分析，也有行業(yè)專(zhuān)家為市場(chǎng)發(fā)展提出的設(shè)想與方案，助力落實(shí)國(guó)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(guó)能源建設(shè)集團(tuán)江蘇省電力設(shè)計(jì)院綜合能源工程公司儲(chǔ)能與配用電部 項(xiàng)目經(jīng)理蔡博戎出席論壇并發(fā)表主題演講——《鋰電儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)解決方案及發(fā)展趨勢(shì)探討》 。
以下為演講實(shí)錄：
蔡博戎：尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)、各位同仁：我是中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)江蘇省電力設(shè)計(jì)院綜合能源工程公司的蔡博戎。很榮幸能有這個(gè)機(jī)會(huì)進(jìn)行學(xué)習(xí)、分享。
我分享的題目是《鋰電儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)解決方案及發(fā)展趨勢(shì)探討》。
江蘇院隸屬于中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)，是國(guó)家甲級(jí)電力勘測(cè)設(shè)計(jì)企業(yè)，連續(xù)多年名列全國(guó)勘測(cè)設(shè)計(jì)企業(yè)綜合實(shí)力百?gòu)?qiáng)之列，同時(shí)被商務(wù)部評(píng)為“中國(guó)對(duì)外承包工程業(yè)務(wù)100強(qiáng)”。儲(chǔ)能是中國(guó)能建江蘇院在轉(zhuǎn)型跨越過(guò)程中瞄準(zhǔn)的又一個(gè)熱點(diǎn)，江蘇院先后承擔(dān)了貴州興義清水河儲(chǔ)能電站、鎮(zhèn)江東部?jī)?chǔ)能電站、南京江北儲(chǔ)能電站、秦皇島分布式儲(chǔ)能電站以及三峽烏蘭差補(bǔ)新一代電網(wǎng)友好綠色電站示范項(xiàng)目。上述項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)獲得一系列的工程以及咨詢(xún)獎(jiǎng)項(xiàng)。
從2017年開(kāi)始，江蘇院承擔(dān)的儲(chǔ)能項(xiàng)目從幾兆瓦到幾十兆瓦的規(guī)模，到近些年成見(jiàn)了百兆瓦級(jí)別的儲(chǔ)能電站層出不窮。我們江蘇院順應(yīng)市場(chǎng)需求，專(zhuān)門(mén)成立了儲(chǔ)能與配用電部，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)電化學(xué)儲(chǔ)能項(xiàng)目。“雙碳”目標(biāo)可以說(shuō)是電化學(xué)儲(chǔ)能發(fā)展的最重要的時(shí)代背景以及驅(qū)動(dòng)因素，截止2021年底，我國(guó)可再生資源發(fā)展占比已經(jīng)達(dá)到超過(guò)40%。我國(guó)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(shì)。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(dòng)最大幅度可達(dá)到裝機(jī)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(dòng)云層的變化，也同樣存在著間歇性和波動(dòng)性。隨著風(fēng)電和光伏并網(wǎng)比例的提升，常規(guī)電源裝機(jī)比例相對(duì)降低，給電網(wǎng)調(diào)峰容量需求帶來(lái)一個(gè)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(diǎn)，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(chǔ)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(shí)具有一個(gè)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(dòng)，起到調(diào)峰、系統(tǒng)調(diào)頻的功能。電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能主要可以用于電網(wǎng)環(huán)節(jié)的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的阻塞，延緩輸配電擴(kuò)充及改造的時(shí)間。用戶(hù)側(cè)用于自發(fā)自用，峰谷套利，同時(shí)在一定情況下可以保證用戶(hù)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(xiàng)目是通過(guò)電化學(xué)儲(chǔ)能參與火電廠(chǎng)的AGC調(diào)頻。通過(guò)儲(chǔ)能與火電機(jī)組的聯(lián)合出力，使得火電機(jī)組在并網(wǎng)點(diǎn)跟蹤電力系統(tǒng)的調(diào)度指令，以滿(mǎn)足電力系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線(xiàn)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(guò)電化學(xué)儲(chǔ)能更快地響應(yīng)速度，提升了火電廠(chǎng)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(bào)價(jià)，在最終的調(diào)用補(bǔ)償費(fèi)用里面可以看到，它的補(bǔ)償費(fèi)用既跟k有關(guān)，也跟它的調(diào)頻報(bào)價(jià)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(bào)價(jià)，起到了雙倍的作用?？梢哉f(shuō)，它的調(diào)頻補(bǔ)償費(fèi)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(chǔ)能，像第一批建設(shè)有101兆瓦、202兆瓦時(shí)，在鎮(zhèn)江的一個(gè)儲(chǔ)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(chǔ)能，對(duì)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(chǔ)能，配置比例從5%~20%不等，配置時(shí)間基本為1~2小時(shí)，但是從收益上來(lái)說(shuō)，新能源廠(chǎng)站的上網(wǎng)電價(jià)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能覆蓋儲(chǔ)能的度電成本的。個(gè)人認(rèn)為，新能源側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)該和電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能起到的作用其實(shí)是類(lèi)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(duì)得起它比較高昂的造價(jià)。
如何提升儲(chǔ)能利用率是目前很重要的研究方向。共享儲(chǔ)能以實(shí)現(xiàn)資源共享為目標(biāo)，把電力系統(tǒng)中某個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的儲(chǔ)能資源釋放給整個(gè)電力系統(tǒng)使用，進(jìn)行一對(duì)多的服務(wù)，以獲取更大的利用率，是當(dāng)前的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
如圖顯示的是江蘇省工商業(yè)的電價(jià)表，就在江蘇省范圍內(nèi)來(lái)說(shuō)，對(duì)于工業(yè)上儲(chǔ)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(chǔ)能的容量配置匹配用戶(hù)的負(fù)荷計(jì)算、報(bào)裝容量，制定一個(gè)合適的容量配置以及運(yùn)行方式。
接下來(lái)介紹幾個(gè)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(xiàng)目，主要針對(duì)烏蘭察布地區(qū)高峰時(shí)段電力供應(yīng)緊張問(wèn)題，重點(diǎn)圍繞電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能開(kāi)展示范。其實(shí)它說(shuō)是建在新能源側(cè)，但它其實(shí)是提供給電網(wǎng)側(cè)做調(diào)峰的作用，新能源裝機(jī)規(guī)模兩百萬(wàn)千瓦，風(fēng)電170萬(wàn)千瓦，光伏30萬(wàn)千瓦，配套建設(shè)了55萬(wàn)2小時(shí)的儲(chǔ)能，包含4個(gè)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(chǔ)能技術(shù)之外，還率先使用了STATCOM儲(chǔ)能和數(shù)字儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)大規(guī)模風(fēng)電廠(chǎng)動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償和動(dòng)態(tài)有功平抑同時(shí)進(jìn)行。數(shù)字儲(chǔ)能利用了動(dòng)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(lái)說(shuō)，這個(gè)項(xiàng)目的一期工程4號(hào)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(gè)儲(chǔ)能電站，浙江院負(fù)責(zé)其中的五峰山站和三躍儲(chǔ)能電站，采用的是分散式布置、集中控制的方式。鎮(zhèn)江儲(chǔ)能項(xiàng)目參與大電網(wǎng)實(shí)時(shí)調(diào)頻，設(shè)定地響應(yīng)優(yōu)先級(jí)市，優(yōu)先參與“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”，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(chǔ)能電站項(xiàng)目，其中最大的是江北的110兆瓦的儲(chǔ)能項(xiàng)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(chǔ)充”一致的思維，將這些功能集成到綜合能源站，擴(kuò)展了儲(chǔ)能電站的功能。
三，南京濱江用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能的項(xiàng)目。通過(guò)光伏和儲(chǔ)能的配置，通過(guò)儲(chǔ)能電站“兩充兩放”的運(yùn)行方式，可以達(dá)到比較不錯(cuò)的運(yùn)行收益。
前面都是從應(yīng)用場(chǎng)景中簡(jiǎn)單介紹了儲(chǔ)能電站的設(shè)計(jì)解決方案要點(diǎn)，但是從產(chǎn)品角度上來(lái)說(shuō)，當(dāng)前儲(chǔ)能存在著電池起火爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，可用容量低、壽命短、生命周期內(nèi)需多次更換，人工運(yùn)維工序多、成本高的特點(diǎn)。如果需要解決這些問(wèn)題的話(huà)，可以從以下幾個(gè)方面入手。
一，安全方面。可燃?xì)怏w探索器，通過(guò)BMS聯(lián)動(dòng)，可以極大地提升事故早期檢測(cè)，儲(chǔ)能安全還是以預(yù)防為主，消防的方式通過(guò)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(guò)電芯、電池蹙電壓均衡技術(shù)，有效地提升儲(chǔ)能系統(tǒng)的可用容量。此外在運(yùn)行方面以及設(shè)計(jì)方面，通過(guò)合理的暖通設(shè)計(jì)，或者更為優(yōu)秀的液冷方式，可以將電池運(yùn)行的溫差控制在比較小的范圍內(nèi)，從而減少電池運(yùn)行損耗不一致對(duì)于電池系統(tǒng)壽命的影響。
三，運(yùn)維方面。可以通過(guò)建設(shè)智能運(yùn)維平臺(tái)，降低運(yùn)維人員的工作量，儲(chǔ)能智能運(yùn)維平臺(tái)可以通過(guò)大數(shù)據(jù)分析方式，深度挖掘儲(chǔ)能電站中的電池?cái)?shù)據(jù)，建立一個(gè)綜合評(píng)價(jià)模型，能夠預(yù)測(cè)出儲(chǔ)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(lèi)的操作，降低運(yùn)維人員的工作量，但是目前來(lái)說(shuō)可能智能運(yùn)維平臺(tái)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(shí)，可能發(fā)現(xiàn)有故障的問(wèn)題檢測(cè)出來(lái)實(shí)際不一定有那么多問(wèn)題，這也是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。未來(lái)隨著大數(shù)據(jù)的積累，它的預(yù)測(cè)精度在可以預(yù)測(cè)的未來(lái)肯定是越來(lái)越高的。
以上就是我的匯報(bào)內(nèi)容，感謝各位！
