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近日,2017第二屆電動汽車及充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運營高峰論壇在北京舉行,中國電力科學研究院儲能與電工新技術(shù)研究所室李建林博士做了名為:我國典型儲能示范工程及技術(shù)走向解析的演講,以下為演講全文:
一、我國儲能領(lǐng)域發(fā)展的現(xiàn)狀
從多種類型的儲能介質(zhì)里面,電化學儲能系統(tǒng)是主流,占比比較大,在電化學里面鋰電比較多。在儲能類型當中,電化學儲能是最多的。和電動汽車相關(guān)的就是退役電池,在大型儲能電站當中還是很有運營前景的,后期針對梯次利用電池會有專門重大專項,鋰電池尤其是退役以后的電池是重點攻關(guān)的一個方向。
從應(yīng)用領(lǐng)域來講,最多的還是可再生能源并網(wǎng),隨著電改,分布式方面應(yīng)用也逐漸增多,后期有三個輔助服務(wù),還有一些政策激勵,在輔助服務(wù)方面也有很多。在可再生能源領(lǐng)域項目數(shù)是最多的,在分布式和微網(wǎng)方面增長的速率也很快。
上邊的數(shù)據(jù),不難看出儲能的裝機容量近5年之內(nèi)幾乎是翻番的,尤其是2015年—2016年,2015年的時候只有100兆瓦,到2016年已經(jīng)到了300兆瓦,增幅很快,當然和社會各界的努力有關(guān)系,電網(wǎng)公司也做了很大的貢獻。
二.儲能的作用
儲能在發(fā)送配環(huán)節(jié)都有很經(jīng)典的作用,下面主要以儲能在國家電網(wǎng)公司中的一些應(yīng)用為例說明。在發(fā)電端,國家電網(wǎng)公司在風電上有遼寧臥牛石,在光伏電站上有格爾木,和火電配合在山西有幾個調(diào)頻電站,后期火電改造也會涉及一些相應(yīng)的示范工程。在輸電和配電端,輸配端加百兆瓦級的儲能電站,可以有效解決特高壓閉鎖之后有甩負荷的問題。用電端更多,例如在江蘇電網(wǎng),以及福建很多配網(wǎng)側(cè)都加了相應(yīng)的儲能系統(tǒng),也起到了應(yīng)有的一些作用。
(1)發(fā)電側(cè)
儲能在風電場中的作用
平抑波動。風電輸出是節(jié)節(jié)波動的,借助儲能以后使它輸出平滑一些。在平抑前后,平谷上發(fā)生大的變化,由以前大的波動變的比較集中、比較小,減少了對電網(wǎng)的影響。
跟蹤計劃出力。在中國不管風電還是光伏,發(fā)電是今天報、明天計劃。風電、光伏自身因為有很多不可控性,這樣給調(diào)度帶來很大的壓力,因為多發(fā)就會壓別的少發(fā)。這個時候假如有儲能在的話,當實際出力很高的時候,可以給儲能充電,低的時候放電,通過儲能的充放以后把計劃出力按在這個之內(nèi),提升它的可調(diào)度性,這是儲能的重要作用。另外一個作用就是降低風電廠的波動力月線的概率?;痣姷呐榔侣适怯邢薜?,而風電變化很快,借助儲能系統(tǒng)以后可以使它的不管是上爬坡還是下爬坡,讓速度降下來,這樣和別的配套一起來調(diào)節(jié)會更容易一些。
在風電廠里面加的儲能系統(tǒng)足夠大的時候,整個風電廠是可控可調(diào)的,只不過付出的代價比較高。
儲能在光伏發(fā)電場中的作用
光伏+儲能。國內(nèi)現(xiàn)在光伏發(fā)展很快,例如針對園區(qū)負載,用戶為了節(jié)約電費,加這么一個光伏電站,加上光伏以后能部分的改良輸出特性,這個里面改善優(yōu)先,一部分要配到電網(wǎng)去,對線改良的要求不是很明顯,假如加裝儲能系統(tǒng)以后,隨著光伏大于負載以后可以存起來,當光伏出力不夠的時候儲能放電,最后使曲線降低,這樣可以給用戶帶來更大的效益,這個在分布式電源里面已經(jīng)得到了有效的論證,也是有效的方案。
(2)輸配用側(cè)
在配網(wǎng)側(cè),通過儲能的充放調(diào)節(jié)。。比如說大量的電動汽車接入電網(wǎng)之后,你要有效的利用峰谷調(diào)節(jié),在電價高的時候儲能放電、在低的時候充電,低的時候以前大的峰谷差擴到小的上面,所以現(xiàn)在有一種技術(shù)路線叫光儲充。這塊就能很好的利用整個充電站對車的充電。在大型的醫(yī)院數(shù)據(jù)中心加裝儲能系統(tǒng)以后有一些明顯的作用,一些明顯負載,對電網(wǎng)變化很敏感,加上儲能系統(tǒng)以后,通過儲能系統(tǒng)的作用使負載感受到變化,這也是儲能很重要的作用。
三.國家電網(wǎng)儲能應(yīng)用典型示范工程
1.張北的風光儲輸示范工程
儲能系統(tǒng)的示范項目中比較出名的是張北的風光儲輸示范工程,二期會擴。上圖是儲能的實景圖,可以看出這中間含4種鋰電池,有液流電池、有碳酸鋰等等。
整個工程運行的時候有六種狀態(tài),這上圖一些典型的模型,證明在跟蹤計劃出力上,風儲聯(lián)合處理跟上這條線,平抑方面有明顯的作用。
2.遼寧臥牛石風電場
上面的示范工程是國家電網(wǎng)的一個“863項目”在遼寧的臥牛石,通過示范工程證明儲能能起到平滑風電功率輸出。儲能系統(tǒng)是提升這條配線電網(wǎng)對風電機組的可控、可觀性的,選了三臺機組把直流側(cè)打開,中間加了超級電容器,提升了整個電阻的低電壓穿越能力。超級電容器因為直流母線的是獨立的,這是一個DC/DC,這是國家的“863項目”,通過這個大大提升了整個機組的低電壓穿越能力。
3.保定英利工業(yè)園區(qū)光儲微網(wǎng)示范工程
這是中國電力科學院近期剛結(jié)題的“863項目”中間的示范工程,示范工程有光伏、有儲能、有飛輪、有充電樁,也通過一些能量管理策略,中間是一些基本參數(shù)。中間有柴油機、有鋰電池、有光伏、有飛輪。最后通過整個系統(tǒng)運行,不管是儲能系統(tǒng)還是飛輪和光伏之間能很好的配合,給用戶提供一個優(yōu)質(zhì)的電。
4.思考
通過前面幾個示范工程,不難看出對兆瓦級的,5兆瓦級的示范工程,甚至10兆瓦的,都有技術(shù)的掌握,不過國家明確把百兆瓦級的關(guān)鍵技術(shù)提到國家戰(zhàn)略上,所以對百兆瓦級還是有待于開展。
百兆瓦級有幾個技術(shù)需要掌握,一個是百兆瓦儲能電站集成及運行技術(shù)。并不是會十就會百,這里面還是有核心技術(shù)的。多種策略之間的切換,比如說平抑削峰填谷這幾大作用都能起到作用,如何依據(jù)外部的變量自主運行,起到多種作用,提升用戶的收益,這也是一個關(guān)鍵問題。
關(guān)于儲能的載體。很多地方,例如天氣比較惡劣的地方,包括既有的光伏電站里面加裝儲能系統(tǒng)集裝箱是首選的,不過人們都是拿常規(guī)的集裝箱做這個事情,這方面應(yīng)該還是有一些核心技術(shù)的,要能防風沙、耐炎熱,并且占地面積各方面還有一些要求。
四、儲能產(chǎn)業(yè)的前景及相關(guān)政策
關(guān)于儲能產(chǎn)業(yè)的前景。國家針對不同的儲能類型提了一些相應(yīng)的技術(shù)路線。上圖可以看出,百兆瓦的鋰電和液流是比較成熟的,也是國家的戰(zhàn)略。光熱方面,鋰電池和液流電池,關(guān)鍵看這幾個參數(shù),比如鋰電池整理循環(huán)效率是否能到1萬次,包括度電成本是否能到數(shù)值,系統(tǒng)容量針對百兆瓦級的市場,液流電池也是一樣,要求效率要提升,上1萬次。
首先,在所有的儲能技術(shù)當中,電化學發(fā)展最快,尤其是磷酸鐵鋰和鉛酸已經(jīng)具備商業(yè)化拐點了,在電站當中大規(guī)模應(yīng)用中長壽命、低成本、高安全、高轉(zhuǎn)換率的電池是必要的條件,這塊有一個參數(shù),若一度電能到3毛5,運營起來潛力是很大的。第三方面,在兆瓦級、10兆瓦級的基本掌握了,百兆瓦級的還有待于進一步提升。
同時也進一步呼吁,若能從裝機、電量、退稅上能給予補貼的話,可大幅的加快儲能的進程。
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(審核編輯: 林靜)
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