中國儲能網(wǎng)訊：11月10-11日，由湖南省能源局指導(dǎo)，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會主辦的“第三屆全國電源側(cè)儲能技術(shù)及應(yīng)用高層研討會”在長沙華天酒店召開。來自電網(wǎng)公司、設(shè)計院、系統(tǒng)集成商等領(lǐng)域的400余人參加了本次研討會。
會議期間，國網(wǎng)湖南省電力有限公司電力科學(xué)研究院總工程師黎剛分享了主題報告《儲能技術(shù)在配網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用》。中國儲能網(wǎng)對其演講內(nèi)容進行了梳理，并在此分享給大家，供大家學(xué)習(xí)、交流。演講內(nèi)容如下：
黎剛：各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家，我是來自國網(wǎng)湖南電科院的黎剛。作為國家電網(wǎng)公司一員，電網(wǎng)公司關(guān)注兩大點，一是電網(wǎng)是否有電可供，二是電網(wǎng)的電能不能安全可靠、保質(zhì)供給用戶。前面的專家都說的很好，側(cè)重電網(wǎng)這塊，針對儲能技術(shù)、儲能元器件以及儲能在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用談了好的案例和做法。
我想介紹的是把儲能技術(shù)如何應(yīng)用到配網(wǎng)。我們的配電網(wǎng)存在的問題，以湖南省公司為例，主網(wǎng)在高峰期不一定，也不完全是主網(wǎng)沒有電。而是主網(wǎng)有電，電送不出去，因為配電網(wǎng)小了，配電容量小了，包括380的線徑小了。今天交流的是配電側(cè)的應(yīng)用，如何給用戶供好電這個角度和大家進行探討。
分為四個部分背景和現(xiàn)狀，解決方案、工作進展、工作展望。
一、背景和現(xiàn)狀
隨著國家配電網(wǎng)建設(shè)改造行動計劃和湖南點三年行動計劃一系列措施落地，湖南配電網(wǎng)的建設(shè)取得了長遠的發(fā)展進步。2015到2020年戶均配電容量1.41上升到2.08，農(nóng)村電網(wǎng)1.09上升到1.71，供電可考慮99.71上升到99.83，配電網(wǎng)的建設(shè)取得了長足的進步。同時看出來，隨著負荷的快速增長，以及分布式電源、電動汽車的大量接入，配電網(wǎng)業(yè)面臨很多困難。作為電網(wǎng)公司有兩大方面的主要矛盾：
矛盾1—用戶負荷的快速增長以及湖南省特殊的負荷特性和分布式電源大量介入和高效投資之間的矛盾，為了保證用戶可靠用電，電網(wǎng)企業(yè)在做好精準(zhǔn)投資，以及把配電網(wǎng)網(wǎng)改工作推進，電網(wǎng)企業(yè)面臨太大的投資壓力，保證用戶供電和企業(yè)投資壓力之間的矛盾很大。
矛盾2—隨著分布式電源以及電動汽車大量接入，配電網(wǎng)安全優(yōu)質(zhì)的供電兩者之間的矛盾越來越凸顯。
湖南的地理位置和氣象環(huán)節(jié)決定了在不同的季節(jié)，負荷水平波動比較劇烈，峰谷差位于國網(wǎng)公司的前列。湖南還是勞務(wù)輸出的大省，節(jié)假日的負荷劇增很明顯，也就導(dǎo)致了配電網(wǎng)很多配電臺區(qū)存在節(jié)假日配電網(wǎng)負荷很嚴(yán)重，但是平常負載很低，電網(wǎng)公司的投資、投入產(chǎn)出比效率太低。
2020年春節(jié)以及今年夏天相關(guān)的配電運營的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，得出結(jié)論，全省重過載配變平均重過載天數(shù)7.75天，重過載時長62.9小時，而日常的輕載配變占到41%，按照傳統(tǒng)電網(wǎng)公司解決重過載的問題，就是通過改造，而通過改造來解決天數(shù)少、時間短、占比低，為了解決特殊時期的供電問題，傳輸?shù)氖侄问峭ㄟ^網(wǎng)改，通過網(wǎng)改方式投資時間長、投資金額達，基本上如果88.69%的重過載來通過網(wǎng)改來解決基本上不現(xiàn)實的，負荷特性從這個角度入手，思考儲能技術(shù)在配網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用也是這個出發(fā)點，如何積極高效的解決湖南電網(wǎng)配電側(cè)的季節(jié)性、短時時、隨機性的特點，大家可以更多的考慮配網(wǎng)側(cè)，利用儲能技術(shù)甚至是其他的技術(shù)來解決配網(wǎng)供電的難題。
隨著分布式電源以及電動汽車大量接入，在電動汽車滲透率比較高的情況下，快充負荷對配電網(wǎng)安全運行也造成了嚴(yán)重影響，利用當(dāng)前的儲能技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，致力于解決配電網(wǎng)現(xiàn)在面臨的兩大矛盾。
二、解決方案
加大配電側(cè)分布式儲能技術(shù)的應(yīng)用，總體思路是利用分布式儲能靈活機動、響應(yīng)迅速的特點，通過在配變低渦側(cè)介入小型儲能裝置，根據(jù)臺區(qū)的負荷情況進行功率補償，可以有效的環(huán)節(jié)配變以及臨時性過載，臺區(qū)出口低電壓等一系列的問題。
利用配網(wǎng)分布式儲能技術(shù)有兩個關(guān)鍵的技術(shù)可以值得大家深入的研究。在這方面也做了一些探討性的工作。
儲能電池單元和管理單元標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的集成技術(shù)和智能化充放電的控制策略，主要是想解決儲能裝置的充放電效率和配網(wǎng)供電和負荷的需求來源實現(xiàn)最大的適配性。
基于邊緣智能的協(xié)調(diào)控制技術(shù)，以配網(wǎng)分布式儲能技術(shù)為基礎(chǔ)，利用臺區(qū)側(cè)智能終端設(shè)備的邊緣計算能力，通過與配網(wǎng)儲能裝置，電動汽車充電樁、分布式電源的實時交互及協(xié)調(diào)控制。通過多個終端與云主站的“云邊協(xié)同”還可以進一步實現(xiàn)區(qū)域級甚至網(wǎng)絡(luò)級的能源優(yōu)化及管理。
有兩類關(guān)鍵技術(shù)值得研究，物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，要實現(xiàn)臺區(qū)內(nèi)部的資源的優(yōu)化控制，以及實現(xiàn)不同臺區(qū)之間的基于配電網(wǎng)絡(luò)的能源優(yōu)化，因此需要構(gòu)建傳輸實時可靠、交互高效協(xié)調(diào)的分成分布式的物聯(lián)網(wǎng)通用體系；
邊緣計算相關(guān)技術(shù)，以臺區(qū)智能融合終端為載體，開發(fā)可移植適應(yīng)性高的邊緣計算方法，實現(xiàn)配網(wǎng)側(cè)多種能源和負荷之間的協(xié)調(diào)優(yōu)化。
三、工作進展
對配網(wǎng)側(cè)的裝置做了研究研發(fā)和應(yīng)用。 依托國網(wǎng)公司配電網(wǎng)聯(lián)合實驗室，研發(fā)了國網(wǎng)系統(tǒng)首套配網(wǎng)智能儲能裝置：30kWh和60kWh兩套裝置，裝置本身具有三大技術(shù)特點，或者是設(shè)計的三大原則。
堅持模塊化的設(shè)計，即插即用，實現(xiàn)裝置到達現(xiàn)場之后根據(jù)具體的負荷情況進行容量的匹配，同時主要是考慮在現(xiàn)場裝置到現(xiàn)場之后，接入配網(wǎng)側(cè)立馬進行頭用，不用復(fù)雜的現(xiàn)場調(diào)試滿足快速供電的需求。
部署靈活響應(yīng)迅速，小型化設(shè)計，靈活部署，磷酸鐵鋰電池響應(yīng)迅速。
循環(huán)利用經(jīng)濟環(huán)保，機動特性，可在不同地方應(yīng)用，無污染氣體排放?；蛘呤峭顿Y規(guī)模受限的情況下，作為臨時性的措施，通過裝置臨時解決了。如果網(wǎng)改項目立項成功后，這套裝置可以換到另外地方，有重復(fù)利用的優(yōu)勢，解決重過載、臨時供電的問題。與傳統(tǒng)的柴油發(fā)電機相比，從環(huán)保的角度是滿足國家對環(huán)保相關(guān)要求，這是我們最初進行儲能裝置研發(fā)的時候確立的三個原則。
整個裝置經(jīng)過多輪的討論，既然裝置有這個研發(fā)的思路，這種裝置到底最終怎么打動用戶，解決配電網(wǎng)供電以及基于裝置可能產(chǎn)生其他方面的附加值的探討，我們認(rèn)為配網(wǎng)儲能裝置特別適用于季節(jié)性重過載及其引出的出口，低電壓臺區(qū)的治理，同時滿足于魚塘制氧機、加工廠等隨機性大負荷導(dǎo)致的對電網(wǎng)的沖擊和低電壓的問題；對于新能源、電動汽車等沖擊性的負荷，接入的臺區(qū)儲能裝置迅速的響應(yīng)，平抑對電網(wǎng)的沖擊，一定程度上捕捉電能的缺口，緩解配網(wǎng)線路的重過載，另外結(jié)合湖南省特殊情況，湖南省到過冬，電網(wǎng)遭受冰災(zāi)的影響很大，我們也有考慮，如何渡冬，作為小型化移動式的融冰裝置來使用，這都是基于后續(xù)擴大應(yīng)用場景做的思考。
目前做了30千瓦時和60千瓦時兩臺樣機，在現(xiàn)場進行試點應(yīng)用，其中株洲醴陵龍虎一變臺區(qū)也是有針對性的，負荷很重，在過夏的時候過載率也達到了130%，峰值到了150%，把這裝置裝上去之后，從圖上可以看出受到了很好的削峰填谷的效果，在裝置裝上去之后，7月份裝的，配電和臺區(qū)供電得到了很好的保障，沒有因為重過載而導(dǎo)致的燒損和其他供電鼓掌。
第二臺樣機放在東江二變的地方，接了大型的魚塘，30多臺增氧機，用戶反應(yīng)增氧機尤其是夏天的時候，30臺增氧機一開，電壓就很低，這套裝置加上之后，可以下午四五點到晚上八九點，這是我們晚高峰的時期開這30臺增氧機沒有問題，通過裝置的應(yīng)用，解決了供電的需要。我們裝置試運行之后，得到了用戶以及外部比較高的評價，產(chǎn)生了一定的影響，在我們公司內(nèi)部，公司領(lǐng)導(dǎo)高度認(rèn)可，同時也得到了國家能源局、省科技廳有關(guān)部門的高度關(guān)注，相關(guān)報道也在國家電網(wǎng)報、紅網(wǎng)等主流媒體都有所報道，產(chǎn)生比較好的社會影響。
四、工作展望
也是對下一步裝置的研究，或者是應(yīng)用，有一些簡單的思考，大家也簡單介紹。我這個裝置出來，我們也認(rèn)為這種對解決配網(wǎng)的供電問題，對解決配網(wǎng)的重過載的問題，是很好的方向。
如何讓我們的用戶主動的把這個裝置用起來，對于儲能裝置商業(yè)運營模式進行了討論：租賃和購置。對于我們剛才講的，如果屬于季節(jié)性的這種臨時性的供應(yīng)需求，比如說保電就幾天，春節(jié)放假7天需要滿足供電需求，剩下360天不需要這個裝機，作為用戶來說，要把裝置賣給他，他一年用7天也劃不來，作為第三方來說也不適合裝置應(yīng)用效率的最大化，所以推薦租賃的模式，剩下360天拿回來自己干別的，做應(yīng)急電源使用，從裝置應(yīng)用上得到更充分的利用。對于試點應(yīng)用第二個案例，解決長期的，是指365天每一天需要發(fā)揮的時間就是一兩個小時，對于這種情況的用戶建議采用購置的方式，365天都來租這個裝置也不劃算。
這是我們的思考，也是以后面向用戶，面向地市公司進行介紹的時候，也會講清楚。
進一步挖掘用戶側(cè)儲能裝置應(yīng)用場景，剛才提到的，特別是租賃模式下的裝備，在電網(wǎng)用戶這邊不租的時候，裝置也不能閑著，作為重要場合的應(yīng)急電源，作為保電的裝置，以及解決區(qū)域性負荷缺口，延緩主網(wǎng)投資發(fā)揮重要作用。
加快推進用戶側(cè)源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究，研發(fā)具有邊緣智能和區(qū)域自治能力的智能終端設(shè)備，在一定區(qū)域內(nèi)來進行電網(wǎng)、電源資源以及負荷之間的協(xié)調(diào)的問題。
簡單給大家介紹我們前期做的研究和試點應(yīng)用，后續(xù)我個人認(rèn)為，儲能技術(shù)在配網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用大有市場，大有可為。限于相關(guān)儲能技術(shù)的展望程度和最新的技術(shù)，歡迎在座的我們參加會議的機構(gòu)或者是公司，能夠?qū)ξ覀兒罄m(xù)的思路，或者是產(chǎn)品的完善以及推廣應(yīng)用，能夠跟我們進行交流和指導(dǎo)，共同去解決電網(wǎng)公司面臨的在配電側(cè)供電的瓶頸問題。
謝謝大家。
