
國網浙江電科院能源互聯網研究室主管 林達
2019年5月18-20日,中關村儲能產業技術聯盟、中國科學院工程熱物理研究所舉辦“ESIE2019儲能國際峰會暨展覽會”,國網浙江電科院能源互聯網研究室主管 林達在會議上發言。
非常感謝來所,各位嘉賓上午好。很高興跟大家交流一下浙江省在電網側儲能的發展以及面臨的挑戰。
我的匯報分為四個部分:
一、儲能的發展概況。
前面有很多嘉賓都已經講了比較全了,我這邊不主要講一下不同的儲能形式,
不同的儲能形式,它的功能分布是不一樣的,像我們電化學儲能容量主要用途分布中,有50%主要用在系統的調頻;供電旋轉備用位列第二位;用戶側的電量管理位列第三位,。
國內儲能發展,截至2018年年底,整個功率裝機磷酸鐵鋰電池是第一,容量裝機是鉛蓄第一。儲能因為應用場景比較多樣,目前應用最多的還是用戶側的應用,2018年電網側儲能的應用實現爆發式的局勢,目前是排行第二。
儲能根據接入地區不同,節點分布,對電力系統的支撐作用也是不一樣的。如果在發電側的話可以提供一個輔助調頻,計算分布式發電出來可以起到棄風棄光,減少頻繁輸出。用戶側可提供功率的緊急支撐。在工商業用戶起到電費的管理。
儲能有這么多的用處,帶來這么多的效益。大力發展儲能的話肯定離不開政策支持,其實從2015年開始,國家以及各個企業制定了相應的政策,從2015年電改9號文到2016年國家能源局推動儲能參與輔助調頻的通知,為儲能開放的市場輔助調頻進行服務。2017年國家能源局發布了各項管理方法和指導意見,也是提出鼓勵采用競爭方式提供電力輔助服務,按需擴大電力輔助服務提供主體,鼓勵儲能設備、需求側資源參與提供電力輔助服務。2018年各地方區域能源局已經開展輔助服務市場建設試點工作。2019年,我們國家電網公司也是為了加快世界一流能源互聯網的建設提出“三型兩網”的概念,探索利用變電站的資源建設生態合一的新模式,所謂三站合一,一個是變電站,一個儲能電站,另外一個數據中心站,大力開拓電動汽車以及儲能的新興業務。
二、浙江省電網側儲能的發展情況。
第一,浙江電網的現狀。浙江電網用電負荷屬于比較大的負荷缺口,整個電力需求持續保持一個中高速的增長。
第二,浙江省分布式新能源接入呈現高比例的態勢,整個分布式光伏裝機容量全國第一。分布式光伏給電力系統帶來清潔能源的同時也有一個間接性波動,因此加劇系統調節負擔,而且大幅降低系統的慣量,整個系統的安全形勢是比較嚴峻。
第三,浙江省電網目前是一個“兩交兩直”特高壓電網為核心,500千伏輸電線路為骨干,沿海的電源集群為支撐這樣一個電網結構。目前浙江省的特高壓電網輸送容量呈現強直弱交結構性矛盾,帶來整個系統短路容量大幅下降,存在連鎖故障的風險。
第四,浙江省也是在積極推進電力體制改革,目前也是我國電力現貨市場第一批試點省份,6月份正式實施電力項目市場。
針對浙江省電網的現狀,以及面臨的一些困難,電網側儲能是為解決這些問題提供了一種比較好的方式,總結了一下浙江省電網的儲能需求的四個點:
第一個,調峰調頻,因為現在浙江省整個社會的用電量是比較大,2017年達到4193億千瓦時,調峰調頻的需求比較大。
第二個,分布式發電及微網儲能的需求。因為浙江省電網分布式發電接入容量越來越高,目前的話分布式發電以及儲能的商業模式也是逐漸清晰,工商業用戶比較愿意接入分布式儲能,這是光儲的模式。另外浙江省擁有很多的島嶼,對島嶼可靠性供電有需求,島嶼兩種方式,一種通過海底電纜,另外一種通過移動式儲能構建微網。成本上來看的話,應該是微網是占優勢的。
第三個,電動汽車充換電儲能的需求,浙江省人民政府下達了實施意見,要求在2020年,集中建設充換電站800座以上。
第四個,供電可靠性的需求。這個針對配電網供電末端的負荷,有一個供電可靠性需求,通過微網形式提高負荷作用。
針對這些需求,大規模的電站沒有投入使用,也是提出一期的建設規劃目標。
第一個,寧波110KV越磁變儲能項目。這個項目主要為了解決大規模分布式光伏杭州灣新區的面臨消納的問題,通過建設儲能電站達到提高可再生能源消納的能力,減少它的波動,一期建設規模為6MW/8.4MWh。
第二個,杭州110KV江虹變儲能項目。目標主要為了實現削峰平谷、調峰調頻以及無功補償的作用,一期建設規模4MW/12.8MWh。
第三個,湖州110kW金陵變儲能項目。為了調節儲變的負載率,降低能耗,提供末端的供電可靠性,一期建設規模6MW/24MWh。
第四個,衢州灰坪鄉大麥源村的儲能項目,作為緊急電源,提高供電可靠性,建設規模30KW/450KWh。
前面兩個主要應用磷酸鐵鋰建設的系統,第三個是鉛蓄電池。
浙江電網做出了一期規劃目標,同時積極制定相關的儲能系統運行的技術要求和規范。為了能夠更好的接入浙江電網。
第一,針對儲能集成我們提出希望利用四層控制架構,就地層、間隔層、站控層以及云平臺,利用雙網雙機冗余的可靠性設計。
第二,布置方式,主要分為室內布置和戶外布置,更有優缺點,目前鉛蓄電池主要室內布置比較多,磷酸鐵鋰目前還是以集裝箱為主。
第三,并網逆變器拓撲結構。傳統有兩電平、三電平?,F在比較新型的是鏈式的增壓直掛式,主要優點是沒有一致性。
第四,集裝箱儲能系統集成。剛才我們集裝箱企業總經理也講的比較多,它的配置方式,以及它的組裝方式可以多樣化。
第五,儲能單元的集成,目前比較多的通過雙分裂變壓器并網,也有廠家提出來利用低壓側并聯,通過雙繞組變壓器并網,可以降低10-15%的利潤,但是存在一個問題就是需要同步。
儲能系統不講了。針對快速協調控制的需求,需要加裝儲能協調控制器。
環境監控的需求,通過加裝傳感器達到消防安全的預防。主要關鍵問題剛才寧德時代的同事也講的比較清楚了。
它的防護措施主要采用層級的防護措施,包括電池內部、BMS、早期的熱失控預警,以及整個消防聯動,還有跟外部的消防接口。整個安全設計的話,電化學安全設計,主要是電池本體的設計,還有機械結構,以及弱電、BMS采樣的精度,這個對我們調度要求比較高的。高壓電的安全以及熱安全、使用安全。
儲能系統的話運行上面我們也是參照了相關的標準,主要參照2018年的國標,對電站運行電量指標、能效指標、可靠性指標、運維費用提出了要求。調度模式,主要采用源網荷儲加上層協調。
建設目標是“三高”,高性能,能夠快速響應,集成SVG,并且虛擬同步發電機的接口。高靈活性,實現多功能的優化組合。通過集中控制與就地源網荷儲控制相結合。高安全性,能夠模塊化布置,能夠預警與消防聯動,并且可以建立儲能云平臺,通過大數據平臺的優勢,能夠實現整個電站的狀態評估與電池失效。
儲能系統面臨的挑戰,總結了四點:
第一,評估和盈利模式。
1,儲能系統具有強非線性和難以建立電池等效模型,很難建立電池本體的安全預警體系。
2,壽命衰減模型很難復雜,很難估計壽命損耗。
3,儲能數據健康評價體系還不完善。
4,盈利模式不完備,市場機制還沒有影響。多元應用價值還沒有體現。電網側儲能大規模的發展主要是投資效益評估難以量化,我投入了這么多成本,實際收到效益很難量化。
第二,儲能的需求過于簡單。因為電網不同應用場景功能要求不一樣的,要進行精細化的對它的需求進行一個詳細的分析,確定不同場景下配置需求,現在做得還是比較少。
第三,儲能系統集成有待優化。集裝箱的設計,還有不同部件的設計,是否能做到即插即用。采用三級防護技術實現消防聯動。
第四,相關標準和安全規范不健全,希望加快這方面的技術規范,安全規范的建立,同時能夠利用大數據平臺實現儲能電站智能運維,實現故障的診斷。
四、綜合能源產業生態圈建立。
國網公司正在積極轉型,打造綜合能源服務產業生態圈,做好電網儲能電站在生態圈的定位,同時服務于發電企業,以及用能企業、電網企業,而不僅僅是著眼于電網側、用戶側,實現最大的一個盈利模式。
以上就是我的報告,謝謝。


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