中國儲能網(wǎng)訊：11月10-11日，由湖南省能源局指導，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會主辦的“第三屆全國電源側儲能技術及應用高層研討會”在長沙華天酒店召開。來自電網(wǎng)公司、設計院、系統(tǒng)集成商等領域的400余人參加了本次研討會。
會議期間，中國電力工程顧問集團東北電力設計院有限公司咨詢公司電氣室主任蔡世超分享了主題報告《儲能在電力系統(tǒng)中的應用》。中國儲能網(wǎng)對其演講內容進行了梳理，并在此分享給大家，供大家學習、交流。演講內容如下：
蔡世超：各位領導各位同仁很高興有機會給大家做報告，《儲能在電力系統(tǒng)當中應用》。
分五個部分，概述、主要電池類型，儲能系統(tǒng)的應用市場、儲能電池的工程應用和案例、東北院的簡介。
一、概述，儲能電站主要在發(fā)電側、電網(wǎng)側和用戶側，在能源富裕時，儲存能量，在高峰時釋放能量，具有新能源消納、調峰調頻、黑啟動、削峰填谷、節(jié)約電費等多重作用，儲能是涵蓋電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的所有應用，基本上各個環(huán)節(jié)都有所應用。
二、作為電化學儲能至關重要的是電池，那么主流電池現(xiàn)在分為鉛酸電池、鉛碳電池這兩個可以歸為一類，鉛碳電池是鉛酸電池的技術升級?，F(xiàn)在還有鋰離子電池，有磷酸鐵鋰、鈦酸鋰、三元鋰電池，三元鋰電池活性比較高，有一定安全隱患，剛才幾位專家提過，我們在韓國所應用的儲能案例當中安全故障的案例所有用的電芯都是三元鋰電池，還有液流電梯，也是我們大連做的第一個示范工程。后續(xù)再介紹。
各個電池的性能參數(shù)做了比較（圖），鉛碳電池優(yōu)勢就是價格優(yōu)勢，比較安全，一致性比較好，性價比并不是很高，因為在充放電深度60%的時候三千次，但是鋰電池可以達到四千次以上。液流電池使命壽命是超長的，只要在更換電解液，完全可以在線更新電池的容量，但是在全釩電池有什么毛病，造價非常貴，占地很大，帶來了系統(tǒng)復雜性和工藝程度比較復雜，所以性價比并不是很高。
所有應用場景，鉛碳電池在后備電源和UPS當中大量應用，鋰離子電池現(xiàn)在逐步的取代鉛碳電池，鋰離子成為儲能電站的主流電池，液流電池因為造價比較高，還只是做示范。全釩液流電池在大規(guī)模儲能電站還是具有一定價值和潛在空間。
我們主流電池和其他形式儲能相比較，熔巖經濟型比較好，熱效率比較高，技術成熟度比較差，技術難度大，對保溫防腐和管道材料要求高；壓縮空氣單價造價低，效率低，技術成熟度低；飛輪儲能造價高，效率高，但是存儲時間很短，有可能作為調頻應用?，F(xiàn)在永德后備電源和動能回收。超級電容投資非常大，但是循環(huán)性能好，功率高，充放電快，工作溫度廣，但是非常貴，不具有經濟型。氫燃料電池是未來的技術，十幾年后發(fā)展應用，現(xiàn)在目前的核心技術還掌握在日本和德國手中，國內的生產鏈條，沒有完整的產業(yè)鏈條，所以對于氫燃料電池還是摸索的階段。
談一談儲能系統(tǒng)的應用目的，這是對我們電網(wǎng)需求，總體來說我們儲能系統(tǒng)最大的部分是對我們電網(wǎng)質量的提升，所謂調頻、調峰、新能源的棄風棄光都是我們電網(wǎng)所服務的，對于用戶側就是峰谷電價差套利的過程，還有重要的就是作為后備電量，大數(shù)據(jù)中心和重要的負荷，儲能設施來保證電量安全。
三、儲能的應用場景和市場是什么情況，在用戶側，基本上還是峰谷套利，保證用電的可靠性和安全性，作為后備電源，2018年以后，主要是調頻市場開始火爆，主要是山西、廣東、內蒙，安裝在火電機組聯(lián)合調頻，這個場景下為什么儲能可以很大規(guī)模的發(fā)展起來，得力于電網(wǎng)的輔助服務市場，2019年至今光伏和風電開始要求配置儲能。
對商業(yè)模式和發(fā)電企業(yè)怎么平衡我們的收益，因為假如說在風電廠和光伏利用小時數(shù)高的地區(qū)，整個發(fā)電企業(yè)的收益比較好，可以配儲能，但是資源不好的情況下如何考慮風電和光伏配置儲能的模式，這是我們進一步探索的商業(yè)模式。
關于儲能電池的選型，根據(jù)我們不同的場景需求需要，主要考慮還是如下幾個方面，應用場景和范圍，年可用的時間，負荷出力和特性，光伏風電的裝機容量，系統(tǒng)成本和項目的經濟型；變壓器容量、電池一致性、安全性、充放電效率、循環(huán)次數(shù)、反應速度、維護成本。
現(xiàn)在總結的是液流電池由于技術成本和運營比較高，經濟型比較差，所以目前案例并不是很多，這個技術日本比較有優(yōu)勢，至于鉛碳電池，壽命的局限性，在大型儲能不考慮了。
四、儲能電池的工程應用
剛才說了電池組就是電池選型，電池管理系統(tǒng)，這里面BMS，剛才張總也說對儲能電站是至關重要的，為什么放在PCS之前，對于儲能系統(tǒng)運行安全來說，這些都是被動的消防手段，BMS是主動管理和運營手段，大型儲能系統(tǒng)當中很重要，分為三四級構造，在每個級儲能系統(tǒng)當中都會應用到BMS，電池的梯次利用，新能源汽車大規(guī)模應用，未來兩到三年當中會有大量的儲能電池淘汰下來，這些電池有一定價值，在儲能系統(tǒng)當中繼續(xù)應用，對BMS要求非常高，電池會收過來回收拆解重組過程怎么挑選電池的一致性，這是BMS特別重要的事情。跟車上的BMS系統(tǒng)，到儲能應用的時候怎么轉換銜接？因為很多情況下，車用的儲能電池并不是直接拆解，直接轉包利用，BMS如何和車載電池的BMS跟儲能系統(tǒng)BMS怎么友好的對接，信息傳輸和SOC、SOH的計算。
儲能逆變器是我們儲能系統(tǒng)當中從直流變交流的關鍵部件，這個系統(tǒng)是現(xiàn)在主流的直流側400V到800V，AC400V并網(wǎng)，現(xiàn)在比較常見的是250KW-500KV，現(xiàn)在有一些先進的廠家已經研究出1MW，也存在100千瓦多模塊的儲能逆變器，也提到電池的T次利用，多支路小功率對于T次利用是非常重要的技術手段。
儲能逆變器具體價格取決于具體項目的環(huán)境、使用要求和容量。
儲能系統(tǒng)兼容的EMS，不多說了，工作具體當中，我們尤其是風電和光伏當中，去設計儲能電站的時候，我們是否可以跟我們的光伏電站的EMS和儲能電站EMS進行優(yōu)化，我們并網(wǎng)設備的時候就有并網(wǎng)調度對于我們EMS或者是并網(wǎng)設備的要求，其實到現(xiàn)在還沒有進一步明確。比如說儲能電站基本上要求的AGC/AVC調節(jié)，單獨配置還是跟光伏風電統(tǒng)一配置還沒有統(tǒng)一，個人建議進一步優(yōu)化明確要求。
儲能集裝箱是主流用的模式，對于液流電池來說是用建筑，液流電池工藝比較復雜，需要各種泵，還是靠室內建筑，但是儲能集裝箱帶來很大的問題，熱管理系統(tǒng)，空調風道對于集裝箱的溫度怎么管理，有一定的缺陷。
儲能電站的熱管理系統(tǒng)，主要依靠于空調，來調節(jié)使用問題，鋰電池這邊建議25度，高寒地區(qū)或者是使用環(huán)境比較惡劣的時候怎么解決這個問題，比如說集裝箱內怎么很好的對于電池進行溫控，我覺得還是在業(yè)內有一定的探索空間。
下面介紹的幾個案例。1、大連做的液流電池儲能調峰電站，位于大連市，總裝機容量200MW，工作建設規(guī)模200MW/800MWh，分兩期建設，每期100MW/400MWh，總用用地面積5.25hm2。電池儲能系統(tǒng)是由儲能電池組、電池管理系統(tǒng)、儲能變流器及儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)等設備組成，本工程建設的200MW/800MWH全釩液流電池組，每個儲能單元容量為25MW/100MWH。采用8串2并的方案，接至500KV儲能變流器。每25儲能變壓器串聯(lián)為25MW儲能單元，經1回35KV集中變電站35KV母線。
這是簡單的示意圖，電源側儲能最具有代表性的就是調頻電站。
這是陜西同達調頻電站，2017年開始建設，全國第一個儲能調頻電站，建成之后2018年調研，項目是磷酸鐵鋰電池，這是廠區(qū)的布置圖。
一開始采用集裝箱設計，是把儲能電池分別和PCS分別裝在在不同的儲能集裝箱，安置在熱電廠里面。這是PCS的設置（圖）。儲能電站一開始調節(jié)性能非常好，其實體現(xiàn)在僅限于AGC考核指標的KT值，K1、K2、K3分別代表了響應速度、調節(jié)速率和精度，之前的KP值也就是3左右，但是加入儲能之后，我們KP值達到6，輔助服務是的收益來說，加了儲能之后是翻倍的，2到3年回本，山西和廣東發(fā)展比較快，收益非常好，所以19年對項目的經濟型有所管控，廣東出臺的并網(wǎng)細則里面對KP值，整個收益腰斬了，原來直接調節(jié)深度再乘交易電量的價格，現(xiàn)在大家對于調頻來說已經很關注了，所以政府對這個項目已經一定的把控。
最后介紹我們院，1950年成立的，新中國第一個電力勘測設計院，火電、新能源發(fā)電，設計、咨詢、環(huán)境評價，我們具有全國綜合甲的資質，在東北地區(qū)現(xiàn)在儲能事業(yè)發(fā)展的并不是很迅速，現(xiàn)在南方先行，取決于我們地區(qū)的特性，南方負荷比較高，而且負荷比較優(yōu)質。東北地區(qū)我們新能源資源非常廣闊，但是我們之前提倡的靈活性改造是有一定空間限度的，是有上限，如果靈活性改造達到一定限度之后無法給新能源讓更多的空間，這種情況下怎么做？肯定是靠儲能，所以在這里，各位業(yè)內同仁共同開發(fā)東北市場，謝謝大家！
