中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在位于張北地區(qū)的國(guó)家級(jí)可再生能源示范區(qū)，坐落著世界上規(guī)模最大的集風(fēng)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能及智能調(diào)度輸電于一體的新能源友好并網(wǎng)綜合利用平臺(tái)——國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程。
自示范工程2011年12月25日建成投產(chǎn)以來，國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司依托該工程資源優(yōu)勢(shì)，不斷加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)、開展試驗(yàn)論證，形成了一批讓新能源發(fā)電穩(wěn)定可控的研究成果，有效破解了新能源并網(wǎng)技術(shù)難題，同時(shí)也成功開啟了儲(chǔ)能規(guī)?；瘧?yīng)用的先河。
國(guó)網(wǎng)冀北電力著力讓儲(chǔ)能更穩(wěn)定、更高效、更優(yōu)質(zhì)，積極助力以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)建設(shè)。
讓儲(chǔ)能更穩(wěn)定
走進(jìn)國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程現(xiàn)場(chǎng)，只見一架架潔白的風(fēng)機(jī)排列有序，一塊塊光伏板熠熠生輝，不遠(yuǎn)處的儲(chǔ)能廠房則沉穩(wěn)安靜，如同一個(gè)個(gè)蘊(yùn)藏著豐富風(fēng)光資源的“能量魔方”。
儲(chǔ)能技術(shù)可以針對(duì)風(fēng)、光發(fā)電的隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)、光、儲(chǔ)多時(shí)間尺度的出力互補(bǔ)，提高新能源發(fā)電的可預(yù)測(cè)性、可控制性、可調(diào)度性，使之達(dá)到或接近常規(guī)電源，解決新能源安全穩(wěn)定運(yùn)行和有效消納問題。如何讓儲(chǔ)能穩(wěn)定地發(fā)揮作用，便是國(guó)網(wǎng)冀北電力攻關(guān)的重點(diǎn)。
據(jù)國(guó)網(wǎng)冀北張家口風(fēng)光儲(chǔ)輸新能源有限公司（以下簡(jiǎn)稱“風(fēng)光儲(chǔ)公司”）副總經(jīng)理、總工程師劉漢民介紹，示范工程儲(chǔ)能電站（一期）建設(shè)容量20兆瓦,包括14兆瓦磷酸鐵鋰電池、2兆瓦全釩液流電池、2兆瓦膠體鉛酸電池、1兆瓦鈦酸鋰電池和1兆瓦超級(jí)電容，為開展相關(guān)研究創(chuàng)造了條件。
近年來，國(guó)網(wǎng)冀北電力組織冀北電科院、風(fēng)光儲(chǔ)公司相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜议_展聯(lián)合攻關(guān)，在不同方面開展研究，取得了積極成果。
國(guó)網(wǎng)冀北電力提出新能源與儲(chǔ)能聯(lián)合主動(dòng)支撐控制策略，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能容量最優(yōu)配置，形成“新能源+儲(chǔ)能”推廣應(yīng)用新模式，為新能源電站提供科學(xué)、經(jīng)濟(jì)的儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用整體解決方案。搭建電池儲(chǔ)能系統(tǒng)多層級(jí)精細(xì)化仿真平臺(tái)，研究復(fù)雜運(yùn)行工況下的儲(chǔ)能單元充放電性能劣化規(guī)律，形成了儲(chǔ)能電站單體—單元—儲(chǔ)能系統(tǒng)—電站多層級(jí)精細(xì)化建模方法，為后續(xù)研究提供便利。
針對(duì)新能源電站主動(dòng)支撐、消納的差異化控制需求，國(guó)網(wǎng)冀北電力提出滿足新能源電站多場(chǎng)景需求（頻率偏差、頻率變化率、控制精度等）耦合交叉方式下的“風(fēng)光儲(chǔ)一體化”多目標(biāo)協(xié)調(diào)控制策略和風(fēng)儲(chǔ)、光儲(chǔ)、風(fēng)光儲(chǔ)多場(chǎng)景下混合儲(chǔ)能功率分配策略，實(shí)現(xiàn)兼顧多場(chǎng)景的優(yōu)化運(yùn)行與儲(chǔ)能電站能量?jī)?yōu)化管理，提升高比例新能源高效消納和主動(dòng)支撐電網(wǎng)能力。
1522面電池柜、近30萬塊電池、1 1 4萬個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、4 6 套能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)……一組數(shù)據(jù)見證著這里儲(chǔ)能設(shè)備的發(fā)展。經(jīng)過近十年的運(yùn)行實(shí)踐，磷酸鐵鋰儲(chǔ)能裝置日平均可用率保持在91.4% 以上，日平均可用容量達(dá)到35兆瓦時(shí)以上。國(guó)網(wǎng)冀北電力通過對(duì)大規(guī)模電池儲(chǔ)能電站系統(tǒng)集中接入、協(xié)調(diào)控制以及實(shí)時(shí)快速出力分配，使電池儲(chǔ)能電站的整體響應(yīng)時(shí)間小于900毫秒，10分鐘聯(lián)合發(fā)電波動(dòng)率均小于5%?！肮こ套酝哆\(yùn)以來，先后累計(jì)投入削峰填谷近2000次，轉(zhuǎn)換輸出電能近3000萬千瓦時(shí)，在解決風(fēng)光資源不穩(wěn)定特性、實(shí)現(xiàn)其大規(guī)模集中并網(wǎng)、集成應(yīng)用中發(fā)揮出顯著作用?！眲h民說。
讓儲(chǔ)能更高效
在穩(wěn)定發(fā)揮作用的基礎(chǔ)上，如何進(jìn)一步提高電池的響應(yīng)能力和利用效率、破解大電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的難題，也是國(guó)網(wǎng)冀北電力研究的重要內(nèi)容。
2014 年 10 月 14 日，風(fēng)光儲(chǔ)輸示范電站成功完成黑啟動(dòng)試驗(yàn)。本次試驗(yàn)是電站在失去外部電網(wǎng)供電的情況下，通過內(nèi)部自啟動(dòng)能力的部件——儲(chǔ)能，向其他發(fā)電單元送電，最終實(shí)現(xiàn)電站自啟動(dòng)。
新能源電站較之其他常規(guī)電站，往往地處偏遠(yuǎn)，實(shí)施“自救”能力有限，一旦外部電網(wǎng)發(fā)生故障，將對(duì)電站正常安全生產(chǎn)造成極大影響。為實(shí)現(xiàn)新能源電站的黑啟動(dòng)，國(guó)網(wǎng)冀北電力專業(yè)技術(shù)人員開展討論認(rèn)證，結(jié)合風(fēng)光儲(chǔ)自身擁有儲(chǔ)能電站的優(yōu)勢(shì)，不斷修改完善方案。按照預(yù)定路徑，黑啟動(dòng)試驗(yàn)?zāi)M電站在突然失去外部電網(wǎng)供電的情況下，通過自有大規(guī)模電化學(xué)儲(chǔ)能電站的反向送電功能，由小至大，逐級(jí)啟動(dòng)，最終完成電站整體啟動(dòng)。此次試驗(yàn)的成功也為新能源電站提升黑啟動(dòng)能力提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。
為了進(jìn)一步挖掘運(yùn)行潛力，國(guó)網(wǎng)冀北電力還著力在儲(chǔ)能循環(huán)利用上下動(dòng)力電池梯次利用，一直被看作解決動(dòng)力電池回收和發(fā)展電化學(xué)儲(chǔ)能“一舉兩得”的技術(shù)手段之一。國(guó)網(wǎng)冀北電力充分利用示范工程試驗(yàn)平臺(tái)，推動(dòng)電池梯次利用試驗(yàn)場(chǎng)景建設(shè)和試驗(yàn)論證。
據(jù)了解，風(fēng)光儲(chǔ)工程儲(chǔ)能電站（二期）聚焦新型儲(chǔ)能示范工程，目前已建成容量梯次利用電池3兆瓦和電站式虛擬同步機(jī)10兆瓦。3兆瓦梯次利用系統(tǒng)，通過研究不同儲(chǔ)能工況下梯次利用電池的衰退規(guī)律，系統(tǒng)構(gòu)建起考慮模組分散性能的多級(jí)串并聯(lián)儲(chǔ)能單元充放電模型，繼而分析電池模組外特性關(guān)鍵參數(shù)對(duì)其健康狀態(tài)的影響，成功建立梯次利用儲(chǔ)能系統(tǒng)評(píng)估體系，實(shí)現(xiàn)了梯次利用儲(chǔ)能單元健康狀態(tài)離線評(píng)估，進(jìn)一步提高了儲(chǔ)能循環(huán)利用水平。
讓儲(chǔ)能更優(yōu)質(zhì)
今年，面向“雙碳”目標(biāo)，國(guó)網(wǎng)冀北電力在儲(chǔ)能技術(shù)攻關(guān)的基礎(chǔ)上，著力出標(biāo)準(zhǔn)、出成果，推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、研究成果高質(zhì)量應(yīng)用。
從未來新型電力系統(tǒng)的全局角度考慮，儲(chǔ)能已成為不可或缺的核心要素。7月，國(guó)家電網(wǎng)有限公司新型電力系統(tǒng)三大地區(qū)級(jí)示范區(qū)之一落戶張家口。9月29日，國(guó)網(wǎng)冀北電力與張家口市委市政府合作，揭牌運(yùn)營(yíng)儲(chǔ)能電站檢測(cè)與評(píng)價(jià)中心，更好支撐新型電力系統(tǒng)地區(qū)級(jí)示范區(qū)建設(shè)。
依托儲(chǔ)能電站檢測(cè)與評(píng)價(jià)中心，國(guó)網(wǎng)冀北電力將聚焦建立清潔、可持續(xù)的綠色能源供應(yīng)體系，持續(xù)提升儲(chǔ)能調(diào)節(jié)能力，深化新型儲(chǔ)能規(guī)模化應(yīng)用研究，建立和完善新型儲(chǔ)能性能檢測(cè)和安全評(píng)價(jià)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)籌開展儲(chǔ)能電池及系統(tǒng)安全檢測(cè)和評(píng)價(jià)等各項(xiàng)工作，同時(shí)努力培養(yǎng)更多儲(chǔ)能行業(yè)專業(yè)技術(shù)人才，促進(jìn)國(guó)家新型儲(chǔ)能和新能源產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。
據(jù)了解，未來國(guó)網(wǎng)冀北電力還將重點(diǎn)支持新型儲(chǔ)能規(guī)?；瘧?yīng)用和抽水蓄能電站建設(shè)，大力發(fā)展電源側(cè)儲(chǔ)能，積極服務(wù)用戶側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展，積極推動(dòng)并參與制定新型儲(chǔ)能規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)安裝、并網(wǎng)調(diào)試、運(yùn)行監(jiān)測(cè)等全環(huán)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)體系；特別是在技術(shù)攻關(guān)方面，將全面推動(dòng)儲(chǔ)能全電磁暫態(tài)仿真技術(shù)研究，開展多類型儲(chǔ)能匹配模式及調(diào)控技術(shù)研究，推進(jìn)儲(chǔ)能電站試驗(yàn)檢測(cè)和在線評(píng)價(jià)能力建設(shè)。
“我們將積極推進(jìn)國(guó)家風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程剩余37兆瓦儲(chǔ)能續(xù)建工程，建設(shè)涵蓋多類型儲(chǔ)能本體、儲(chǔ)能技術(shù)裝備、多類型儲(chǔ)能系統(tǒng)、多類型混合儲(chǔ)能電站、儲(chǔ)能電站與風(fēng)光發(fā)電系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行并網(wǎng)特性測(cè)試于一體的國(guó)家級(jí)綜合檢測(cè)認(rèn)證平臺(tái)和新技術(shù)實(shí)證平臺(tái)，更好服務(wù)儲(chǔ)能行業(yè)發(fā)展。”田云峰表示。
（作者分別供職于國(guó)網(wǎng)冀北電力融媒體中心、國(guó)網(wǎng)冀北張家口風(fēng)光儲(chǔ)輸新能源有限公司）
