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规模化储能为大电网安全上“保险”

来源:中国能源报   更新时间:2019-03-12 08:36:45    


江苏镇江建山电网储能电站全景。汤德宏/摄

  2月21日,由国网江苏省电力有限公司经济技术研究院设计的南京江北梯次储能电站顺利通过初设评审,这是江苏电力组织建设的第二批电网侧储能电站之一。该工程建成后,将成为全球最大规模的梯次利用储能电站,总容量达7.5万千瓦时。同时,梯次利用储能电站是以电动汽车等退役的蓄电池为介质,实现了电池的回收再利用,具有成本经济、资源安全、节能环保等优势。

  近年来,江苏电力深入推进能源革命,率先探索、创新实践,推广建设大规模、多种类的储能电站,实现最大限度开发利用可再生能源、提高能源利用效率,推动江苏电网驶入高质量发展的快速路。

  把握“第一动力”

  创新决心更大

  电能作为清洁的二次能源,一直以来无法大量存储,必须即发即用。电网侧储能的大规模应用,改变了传统电网的运行形态,同样也改变了长久以来电网规划、设计、运维和调度模式。

  2018年7月18日,镇江8座电网侧储能电站并网投运。该储能电站总功率10.1万千瓦,总容量20.2万千瓦时,是迄今为止建成的世界规模最大、功能最全的电网侧储能电站项目,采用磷酸铁锂电池作为储能介质,具有安全可靠性强、能量密度高、使用寿命长的优势。

  江苏电力发展部主任许海清说:“储能发展的关键是创新,必须打破对传统电力系统的认识,用全新的思维谋划储能发展。”以储能规划为例,镇江东部电网侧储能电站创新采用“分布式建设、集中式控制”的建设原则,利用退役变电站、在运变电站空余场地等,分8个站址建设了储能子站,并接入统一的控制器。同时,为加快工程建设进度,提高工程标准化水平,该工程采用了预制舱形式,将储能设备集成到大型集装箱中,大幅缩减了工程土建施工、安装调试的工期。整个工程仅用时2个月就高质量完成了建设任务。

  数据现实,自投运以来,镇江储能电站累计释放电量达4515万千瓦时,相当于镇江新区20余万居民75天的生活用电,助力镇江地区填补了夏季用电缺口,保障了电网安全稳定运行。

  此外,镇江储能电站成功接入江苏电力近年来建设的“大规模源网荷友好互动系统”,将其升级为“源网荷储”系统,将电源、电网、用户及储能有机结合,相互配合,实现了最大280万千瓦毫秒级的负荷响应能力,为大电网安全运行上了一道“保险”。并具备调频、调峰、备用、黑启动等功能,每年可减少火电厂因调频调峰造成的燃煤消耗5300吨,可减排二氧化碳1.3万吨、二氧化硫排放400吨,环境效益显著。

  强化技术支撑

  功能作用更实

  “储能电站投运至今成效显著,除常规供电缺额情况下发挥电源调峰作用及预防线路突发性故障提供‘备用’负荷外,还开展了新能源跟踪,平衡镇江地区光伏发电出力。”镇江供电公司电力调控中心副主任张大林说。

  以扬中新坝储能电站为例,去年10月1日中午12时,新坝储能电站总装机容量8兆瓦的7座新能源光伏电厂处于发电状态。受天气影响,当日9-15时光照强烈,光伏发电属高峰阶段,始终处于3-6兆瓦发电出力,其中储能参与充电3兆瓦。其余时间段,光照减弱甚至没有,光伏发电呈递减趋势,处于0-3兆瓦发电出力。按一天24小时计算,光伏发电对电网供电功率影响在0-6兆瓦之间,而9-15时,储能电站充电3兆瓦,因此该时段电网供电功率影响变为0-3兆瓦,通过储能和光伏发电协调配合,平衡了光伏发电产生的波动,更好地满足电网功率控制和电能质量等方面的要求。

  “储能电站就像一个大型充电宝,在电力充裕时充电,在电力出现缺口时放电,保障地区电力供应。但储能电站相比大型蓄电池,其功能、标准、技术都复杂得多,需投入大量研究力量。”江苏电力发展部规划一处副处长朱寰这样表示。

  据了解,江苏电力、江苏经研院与互联网美国研究院、中国电科院、清华大学、华北电力大学联合开展了储能研究,共申报科技项目8项、咨询项目7项。

  其中,去年7月,由江苏电力发展部牵头,江苏经研院主导编制了《江苏储能研究整体意见》《江苏储能发展专项规划》,明确了储能在江苏电源侧、电网侧及用户侧三个应用场景。

  此外,为促进储能电站规模化、标准化推广,江苏经研院还主导编制了国内首个储能电站典型设计方案和相关设备技术规范。2018年11月2日,该方案和规范顺利通过中电联专家评审,标志着储能发展规模化、市场化、规范化成为可能。

  完善建设标准

  发展前景更好

  储能作为电力系统的“年轻”元素,从技术到产业,从装备到市场都有很长的路需要探索。“储能发展要技术创新和机制创新的协同配合,我们从规划、设计、验收、运维、调度五个方面建立了储能技术标准体系,从科研立项、人才培养、实验室建设等方面加大储能工作投入力度。只有建立成熟的建设标准体系,才能牢牢抓住行业话语权。”许海清介绍。

  在电网侧规模化储能电站应用和技术论坛上,有学者提出,未来储能技术将从十个方面实现突破,包括选址定容、集成优化、防事故扩大、状态评估、保护控制、失效分析、精准控制、策略优化、梯次利用、新储能技术等。

  目前,江苏电力正组织相关研究单位深入开展储能消防、储能电站梯次利用、云储能多项技术的研究,并着力开发研制新一代“高安全、长寿命、低成本”储能电站技术。南京江北梯次储能电站初步设计方案通过评审,正是对这些研究成果的最好验证。

  许海清指出:“要攻坚克难,必须政府、电网公司、设备厂家及科研机构共同努力,才能推动整个储能产业发展,全面实现电网侧储能的规模化、市场化应用,真正推动能源变革发展的有效实践、落地。”(通讯员 黄蕾 马龙鹏)

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