中國儲能網(wǎng)訊：7月29日上午，由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會和中國儲能網(wǎng)聯(lián)合組織的“第九期中國儲能產(chǎn)業(yè)巡回走訪調(diào)研團”走進山東101MW/202MWh華電滕州儲能項目。華電滕州公司副總經(jīng)理劉斌、副總工程師兼安全總監(jiān)、生技部主任徐鐵軍等領(lǐng)導接待了調(diào)研團一行。
座談會上，劉斌介紹了參會人員，講解了公司的發(fā)展歷程、建設(shè)規(guī)模、儲能電站建設(shè)和運維情況。中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會秘書長劉勇對儲能分會概況，目標和宗旨做了介紹。各位專家分別發(fā)表對華電項目的見解以及疑問，劉斌等領(lǐng)導、分管負責人做了解答。
座談會現(xiàn)場
華電滕州公司儲能項目系中國華電集團首個大容量電化學儲能項目，也是山東省首批調(diào)峰類儲能示范項目之一。項目總投資約4.3億元，建設(shè)規(guī)模為101MW/202MWh，其中包括100MW/200MWh磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)，同步建設(shè)1MW/2MWh液流電池儲能系統(tǒng)。
100MW/200MWh磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)由山東電工電氣總集成。包括電池艙、變流升壓艙和EMS系統(tǒng)三部分，其中電池選用寧德時代，變流器（PCS）選用南瑞繼保。1MW/2MWh液流電池儲能系統(tǒng)廠家為大連融科，系統(tǒng)由8個125kW/250kWh
電池艙、1個變流升壓艙、1個控制集裝箱構(gòu)成。
項目設(shè)備情況
鋰電池艙-a：設(shè)備組成
全廠共設(shè)置80套1.25MW/2.5MWh儲能電池艙，每個艙內(nèi)包括14面電池柜、2面匯流柜、1面控制柜、1套消防系統(tǒng)、4臺風冷空調(diào)等，安裝在標準預制艙中。
每面電池柜由15個電池箱（PACK）串聯(lián)而成，由1套電池管理系統(tǒng)來管理。
每個電池箱由14個電池芯串聯(lián)而成。
每個電池艙由2940（14*15*14）個電芯組成。
擁有獨立溫控系統(tǒng)、隔熱系統(tǒng)、阻燃系統(tǒng)、火災報警系統(tǒng)、消防系統(tǒng)等自動控制和安全保障系統(tǒng)。
變流升壓艙-a：布置
磷酸鐵鋰系統(tǒng)共設(shè)置40套2.5MW變流升壓艙，每個艙內(nèi)包括1套組合開關(guān)、1臺2800kVA變壓器、4臺630kW變流器、1面就地通訊柜及低壓柜。
變流升壓艙-b：原理
變流器作用即實現(xiàn)交流、直流變換。
液流系統(tǒng)-a：布置
液流系統(tǒng)主要有8臺電池艙、1臺變流升壓艙、1臺配電設(shè)備艙組成。其中單個電池艙功率125kW,每4個串聯(lián)組成一個電池單元。變流升壓艙由2臺500kW變流器、1臺1300kVA變壓器等組成。
液流系統(tǒng)-b：接線
液流系統(tǒng)4臺電池艙串聯(lián)形成1個電池單元，配合1臺500kW變流器使用，共有2組經(jīng)1臺1300kVA變壓器接入35kV母線。
液流系統(tǒng)-c：原理
充電時：正極發(fā)生氧化反應價態(tài)升高，V4升到V5；負級進行還原反應價態(tài)降低，V3降到V2
放電時：正極發(fā)生還原反應價態(tài)降低，V5降到V4；負級進行氧化反應價態(tài)升高，V2升到V3
液流系統(tǒng)-d優(yōu)點
1、功率和容量單獨設(shè)計：容量增大引起的成本增加比例低，只需要變大儲存罐。
2、安全性好：系統(tǒng)常溫常壓運行，釩儲能介質(zhì)無燃燒和爆炸的危險。
3、使用壽命長：全釩液流儲能電池的活性物質(zhì)存在于液體中，電解質(zhì)金屬離子只有釩離子一種，故充放電時無其它電池常有的物相變化，循環(huán)次數(shù)大于 10000 次，壽命不低于 15年。
4、充放電性能好：可深度放電而不損壞電池，自放電率低。
5、容量可恢復：通過對釩儲能介質(zhì)進行在線的化學處理，可以恢復電池的容量至初始水平。
6、環(huán)境友好：當電池結(jié)束使用壽命后，釩電解質(zhì)溶液可以回收，經(jīng)過簡單化學處理后可循環(huán)使用。
儲能項目并網(wǎng)試驗
分為兩部分：單體試驗和整站試驗。
1、單體試驗
隨機抽取#20變流升壓艙，進行電網(wǎng)適應性測試、低電壓穿越測試、高電壓穿越測試。
必備條件：至少經(jīng)過三次完整充放電，消防系統(tǒng)安全投入運行。
試驗方法：將測試車串聯(lián)在#20 變流升壓艙負荷開關(guān)與#20 變流升壓艙變壓器之間，通過測試車調(diào)節(jié)#20 變流升壓艙的變壓器輸入電壓。
2、整站試驗
整站試驗共包含8項，所有試驗一次通過。
儲能電站亮點-多級安全防
1、安全防護重點
安全防護體系建設(shè)重點在于防范電池熱失控的發(fā)生，對于如何防范電池熱失控，我們認為應以防為主，以消輔之，消防結(jié)合的策略。
2、完善的電池管理系統(tǒng)（BMS）
電池中的鋰是以離子的形態(tài)出現(xiàn)，而發(fā)生過充時，負極表面部分鋰離子形成枝晶。隨著鋰枝晶的不斷生長，電解液與電極之間的隔膜被刺破，于是電池正負極連通造成內(nèi)部短路。鋰離子電池發(fā)生短路后，短路電流使得內(nèi)部溫度急劇升高。本項目BMS品牌是寧德時代，能更好的和電池進行匹配。同時認真復核電池電壓參數(shù)設(shè)置，確保電池不過充。
3、電池溫度控制是關(guān)鍵
電池化學反應生成大量熱量，熱量如果不能及時散發(fā)，使得電池的溫度越來越高。不僅電池性能退化、容量降低、循環(huán)壽命也會縮短，還有可能因電池的熱失控問題而導致燃燒、爆炸等危險事故。
（1）提高電池艙保溫效果：端墻、側(cè)墻、頂部全部采用T50mm厚的三明治保溫板，底架采用T100mm巖棉+T2mm的鋼板，并采用滿焊進行封閉；
（2）配置4臺12.5kW空調(diào)，冷風從兩側(cè)至電池模組，實現(xiàn)電池芯溫差在4℃以內(nèi)，更好保持電池芯一致性
電池艙溫度設(shè)置要精確。目前電池艙設(shè)置24℃啟動空調(diào)，20℃停止空調(diào)，目前充放電時電芯溫度28℃-32℃，設(shè)備靜置時電芯溫度20℃-24℃。
4、抓好變流器溫度控制
（1）問題：滿功率充電時變流器溫度達到80℃問題（氣溫15℃下）。
（2）經(jīng)過認真排查，有兩個主要原因：
a.滿功率充電時，PCS電壓降低至360V；
b.PCS和變壓器出風口的熱風進入PCS冷卻風入口。
（3）解決措施
a.充電時投入AVC，提高PCS電壓至380V；
b.調(diào)整PCS和變壓器出風口方向，減少熱風進入PCS冷卻風入口。
（4）改造效果
滿功率充電時變流器溫度降低到70℃（氣溫18℃下）
5、電池簇消防
每個電池艙采用7個復合型氣體探測器和7個噴頭布置在每兩個電池簇的位置，當所在簇的探測器探測到熱失控信號，七氟丙烷系統(tǒng)對熱失控位置進行靶向定點噴灑滅火。
鋰離子電池儲能艙
項目包括儲能電池集裝箱、PCS集裝箱、干式變壓器集裝箱、高壓開關(guān)柜集裝箱及110千伏升壓站1座，設(shè)計年限25年。
該項目一次能充200MWh的電量，可滿足約1000戶家庭一個月用電。項目可年增加消納新能源電量1億千瓦時，壓減煤炭消費約3.1萬噸，減排二氧化碳約8.9萬噸，二氧化硫222噸，粉塵38噸。
儲能電站并網(wǎng)驗收試驗之后，儲能電站充電電量2439.01萬KWh，放電電量1890.99萬KWh，綜合效率76.95%，平均結(jié)算充電電價0.453元/KWh（平均充電電量電價0.129元/KWh），平均結(jié)算放電電價1.275元/KWh（平均放電電量電價0.508元/KWh）。儲能電站運行小時數(shù)470.49h，充放次數(shù)238次，調(diào)度下達指令238次，充放響應成功率100%。
劉斌陪同調(diào)研團專家參觀了鋰離子電池儲能艙、釩液流電池儲能艙，綜合電氣樓集控室等。雙方從項目的示范效應，安全消防，商業(yè)化模式，運維管理，儲能溫控效率提升，電價支持政策，項目成本，運營中遇到的困難和短板方面進行交流，探索儲能電站的發(fā)展趨勢。
參觀儲能電站
參觀運維操作系統(tǒng)
項目的成功運營，成為引領(lǐng)行業(yè)的標桿，突破了儲能電站沒有商業(yè)化模式的瓶頸，在探索儲能研究方面走在全國前端。
儲能產(chǎn)業(yè)在前進過程中，必然會遇到阻礙和困難。華電項目也一樣，遇到了項目未實現(xiàn)盈利，未達成收支平衡，現(xiàn)有的正常和技術(shù)難以滿足規(guī)?；枨?，與國網(wǎng)合作協(xié)調(diào)困難，政策變換不明朗，運營成本高，風冷溫控導致效率降低，北方地區(qū)季節(jié)對溫控的影響等困難。
此次調(diào)研，調(diào)研團專家針對項目運營，提出建議和措施?？偨Y(jié)項目經(jīng)驗和標準化推行經(jīng)驗，將其模式復制到其他項目當中，促進儲能電站產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。
公開資料顯示：華電滕州公司前身是始建于1958年的滕縣發(fā)電廠，總裝機容量100萬千瓦，年發(fā)電能力55億千瓦時，最大供熱能力960萬吉焦，承擔起滕州城區(qū)100%供熱任務(wù)，連續(xù)安全生產(chǎn)天數(shù)突破24周年，位列華電集團火電企業(yè)第一名。
問：項目的建設(shè)規(guī)模達到101MW/202MWh，電站是如何保障安全消防的？
儲能電站在設(shè)計選址時，就考慮到安全和防火防爆要求，采用2套消防設(shè)置，一套作為主消防，用于對于CO等可燃性氣體進行判斷。二是微粒子探測，靈敏度高，對電池艙內(nèi)的細微動靜都能預防。同時，項目嚴格遵循國家儲能電站安全管理要求，執(zhí)行安全標準。
問：項目已實現(xiàn)商業(yè)化運營，在成本管理，降本增效方面是如何做的？
項目實現(xiàn)了商業(yè)化運營，在電力市場進行現(xiàn)貨交易。不過在當前政策下，自運營以來，項目處于虧損狀態(tài)。降本增效是項目當前的重要任務(wù)，項目嘗試從空調(diào)消耗電量，電池充放電模式，峰谷調(diào)度等方面入手，探索運維管控的最佳方案，達到盈利目的。
問：華電儲能項目的意義？
華電儲能電站系中國華電首個大容量集中共享式電化學調(diào)峰類儲能項目，也是山東省首批儲能示范項目之一。該儲能電站投產(chǎn)后，華電滕州公司超前謀劃、周密部署，成立現(xiàn)貨交易小組，對儲能電站運行經(jīng)濟性進行全面測算，積極與山東省電力調(diào)控中心和交易中心溝通交流，在創(chuàng)新火電與儲能項目相融合的運行管理模式的同時，第一時間在山東電力交易中心現(xiàn)貨平臺完成獨立儲能設(shè)施信息注冊并順利通過審核，使滕源華電儲能電站成為首批進入電力現(xiàn)貨交易注冊公示名單的獨立儲能設(shè)施。
問：項目在調(diào)峰業(yè)務(wù)運營如何？
項目調(diào)峰作用舉足輕重，作為山東首批5個調(diào)峰儲能示范項目中首個并網(wǎng)項目，滕源儲能建設(shè)規(guī)模101兆瓦/202兆瓦時，一次充電20萬千瓦時，年消納新能源電量1億千瓦時，壓減煤炭消費約3.1萬噸，自去年2021年12月20日實現(xiàn)首套儲能單元并網(wǎng)試運以來，成為遠近聞名的“超級充電寶”。
在今年春節(jié)期間新能源調(diào)峰作用再次凸顯。作為山東唯一所屬區(qū)市全部列為整縣光伏試點的地市，棗莊分布式光伏發(fā)展迅猛，目前累計并網(wǎng)分布式光伏戶數(shù)49697戶、并網(wǎng)容量124.09千瓦。
問：項目的發(fā)展方向?qū)δ茴I(lǐng)域的影響有哪些？
項目在運營中不斷優(yōu)化整改，由于并無成功案例可借鑒，華電集團也在探索經(jīng)驗，同時向同行儲電站交流經(jīng)驗，讓其少走彎路，提升管理體系效率，共同探索儲能電站的未來發(fā)展。
項目參與山東電網(wǎng)調(diào)峰輔助服務(wù)基礎(chǔ)上推進儲能電站“共享”，將容量租賃給風電、光伏等新能源企業(yè)，降低企業(yè)自建配套儲能投資及運維成本，實現(xiàn)“新能源電站+儲能電站”互補共贏。同時，充分發(fā)揮儲能電站以示范促應用、以應用促發(fā)展、以發(fā)展促提升作用，輻射帶動棗莊周邊及全省儲能、鋰電等產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
問：項目對山東電力市場以及全國的影響和作用有哪些？
儲能作為智能電網(wǎng)、可再生能源高占比能源系統(tǒng)、‘互聯(lián)網(wǎng)+’智慧能源的關(guān)鍵支撐技術(shù)和重要組成部分，可為電網(wǎng)運行提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用、黑啟動、需求響應支撐等多種服務(wù)，是提升電力系統(tǒng)靈活性、經(jīng)濟性、安全性，力促清潔能源消納，加快能源結(jié)構(gòu)綠色轉(zhuǎn)型的重要抓手。項目可為電網(wǎng)運行提供調(diào)峰、備用、黑啟動、需求響應支撐等多種服務(wù)，極大提升傳統(tǒng)電力系統(tǒng)靈活性、經(jīng)濟性和安全性。
參加本期調(diào)研的專家有中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會秘書長劉勇、湘能楚天電力科技有限公司總工程師王占治、博格思眾（中國）副總經(jīng)理宋曉、三花新能源熱管科技（杭州）有限公司副總經(jīng)理高強、廈門科華數(shù)能科技有限公司市場總監(jiān)鄭智晟、北京天潤新能投資有限公司氫儲事業(yè)部總監(jiān)劉源鑫、青鳥消防股份有限公司儲能技術(shù)總監(jiān)申志文、三河同飛制冷股份有限公司銷售經(jīng)理馬艷杰、新風光電子科技股份有限公司產(chǎn)品總監(jiān)石廣保、廣州恒運儲能科技有限公司經(jīng)營管理部經(jīng)理謝嘉煒、杭州中恒云能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有限公司微電網(wǎng)技術(shù)總監(jiān)吳栓柱、廈門海辰新能源科技有限公司高級經(jīng)理林亮平、森薩塔科技（常州）有限公司研發(fā)總監(jiān)蔡華勤、國安達股份有限公司鋰電池火災防控事業(yè)部營銷總經(jīng)理陳佩楠、華鑫證券電力設(shè)備分析師張涵、中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會秘書處博樂、安紅麗、劉銳玲、王瀚。
特別感謝廈門科華數(shù)能科技有限公司、上海派能能源科技股份有限公司、廈門海辰新能源科技有限公司、湘能楚天電力科技有限公司、博格思眾（中國）、三花新能源熱管理科技（杭州）有限公司、北京天潤新能投資有限公司、青鳥消防股份有限公司、三河同飛制冷股份有限公司、廣州恒運儲能科技有限公司、杭州中恒云能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)有限公司、森薩塔科技（常州）有限公司、國安達股份有限公司、華鑫證券、中國質(zhì)量認證中心對本次調(diào)研工作的大力支持。
