中國儲能網(wǎng)訊：7月24-25日 ，由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會主辦，十七家企業(yè)聯(lián)合主辦，五十家企業(yè)聯(lián)合支持的第二屆中國新型儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展大會暨第二屆全國虛擬電廠技術高層研討會在上海萬豪虹橋大酒店成功舉行。
25日上午會議由 TüV 北德儲能及逆變器部門經(jīng)理王紅衛(wèi)主持。
上海交通大學電氣工程學院的何光宇教授在演講《電力系統(tǒng)靈活性提升機理及儲能容量配置方法》中強調(diào)，儲能建設的目的是為了提供新型電力系統(tǒng)中所需的“稀缺”的靈活性。新型電力系統(tǒng)的電源結(jié)構(gòu)發(fā)生了深刻的變化，主力電源已經(jīng)從水電廠、火電廠轉(zhuǎn)變?yōu)楣夥瓤稍偕茉?。這種變化使得調(diào)節(jié)能力變得稀缺，必須被明確定義、計量，并作為商品進行交易。
上海交通大學電氣工程學院的何光宇教授
現(xiàn)有的市場機制難以提升電力系統(tǒng)的靈活性，何光宇指出，原因在于個體應對負荷確定性變化的靈活性貢獻無法被表征、量化和交易。在現(xiàn)有的市場機制中，做出靈活性貢獻的發(fā)電商并未得到相應的激勵，這將導致系統(tǒng)靈活性的進一步匱乏。
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新能源強制配儲的經(jīng)濟性問題主要源于政策規(guī)劃的超前性，以及原材料價格上漲和入網(wǎng)電價擠壓等因素。何光宇認為，這些問題可能導致儲能項目的質(zhì)量和安全性問題，使得電網(wǎng)不愿意調(diào)用新能源場站的儲能電力，同時也暴露出新能源儲能項目規(guī)劃建設的不合理現(xiàn)象。
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儲能如何參與電力市場是一個重要問題。何光宇提出，現(xiàn)有的市場機制要求儲能設備與發(fā)電機/負荷進行競價，但這存在兩個難點。一是儲能設備的報價基于對未來電價的預測，但其充放電行為會影響未來電價；二是儲能設備參與電力市場的激勵機制存在問題，如果所有的儲能設備都按照購低售高的方式操作，電力市場的價格峰谷可能會被削平，從而降低了儲能設備的收益。
提升電力系統(tǒng)的靈活性是建設新能源電力系統(tǒng)的關鍵。何光宇強調(diào)，配置或購買廣義儲能服務可以賦予新能源靈活調(diào)節(jié)能力。只有明確責任，才能激勵新能源合理配置儲能并提供靈活性。
中國電力科學研究院技術戰(zhàn)略研究中心副主任趙強在《低慣量電力系統(tǒng)儲能應用探究》的演講中表示，2040年前后中國電力系統(tǒng)的主要挑戰(zhàn)，2040年前，主要問題在于新能源的消納，主要矛盾在于中短時間尺度的電力平衡。在2040年后，除了新能源消納和電力保供的問題，還有頻率穩(wěn)定的問題，主要矛盾在于中短時間尺度的電力平衡和長周期電量平衡。
中國電力科學研究院技術戰(zhàn)略研究中心副主任趙強
趙強表示，觀察全國各地區(qū)配置儲能，從效果來看，能夠提高新能源的消納，對比不同地區(qū)的效果會有所不同，因為各地新能源的數(shù)量不同。“當前儲能的利用率大約是12%，這個數(shù)據(jù)合理，原因是儲能并不創(chuàng)造能量，而是傳導工具。如果一個地區(qū)的儲能利用率達到50%，那么這個地區(qū)的電網(wǎng)規(guī)劃設計就可能存在問題。儲能最好的作用就是在未來高占比新能源情況下，應對電網(wǎng)的頻率穩(wěn)定問題?！?
三河同飛制冷股份有限公司高級產(chǎn)品經(jīng)理高帥《儲能液冷系統(tǒng)能效及可靠性探討》的演講中討論了儲能溫控運行能耗、溫控系統(tǒng)環(huán)境適應性和儲能溫控可靠性。電化學儲能系統(tǒng)的能量損耗主要包括3%的充電損耗、3%的放電損耗、2%的PCS損耗和3%的溫控損耗。而溫控系統(tǒng)損耗主要由壓縮機、水泵和風機構(gòu)成。
三河同飛制冷股份有限公司高級產(chǎn)品經(jīng)理高帥
高帥以一個40kw水冷機組的運行為例，詳細分析了壓縮機、水泵和風機的運行時間和能耗。優(yōu)化熱管理系統(tǒng)降低能耗的方法，包括提高水溫、降低壓縮機的最低冷凝溫度界限、采用高蒸發(fā)溫度技術（HTE技術）、采用低溫換熱技術以及降低水泵能耗。
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高帥表示，溫控系統(tǒng)的環(huán)境適應性，包括溫度適應性、防腐等級和海拔高度。中國不同地區(qū)的溫度差異明顯，因此液冷機組需要能夠在極寬的環(huán)境溫度范圍內(nèi)運行。由于電化學儲能機組通常布置在戶外，因此需要滿足至少C3的防腐等級。在海拔高度方面，機組設計需要滿足4000米高海拔的要求，甚至在特殊的項目地需要滿足5000米的要求。
TüV 北德儲能系統(tǒng)高級技術工程師張立超在《電化學儲能系統(tǒng)現(xiàn)場驗收通用要求》的演講中詳細介紹了電化學儲能系統(tǒng)現(xiàn)場驗收的要求?，F(xiàn)場驗收分為兩個階段：第一階段是各個子系統(tǒng)到達現(xiàn)場后的檢驗；第二階段是系統(tǒng)完成安裝調(diào)試后的儲能系統(tǒng)檢驗。
TüV 北德儲能系統(tǒng)高級技術工程師張立超
張立超闡述了完成安裝調(diào)試后的儲能系統(tǒng)檢驗的要求。檢驗的目的是確認儲能系統(tǒng)的所有性能是否滿足技術規(guī)格要求。檢驗內(nèi)容包括箱體結(jié)構(gòu)、門禁系統(tǒng)、集裝箱及箱內(nèi)各個關鍵部件的銘牌、電池系統(tǒng)、能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、現(xiàn)場接線/布線等方面。
儲能系統(tǒng)的安全防護要求具有重要性。張立超表示，儲能系統(tǒng)應加裝危險氣體檢測裝置，對可能由電池熱失控時產(chǎn)生的氣體進行監(jiān)控。此外，儲能系統(tǒng)并網(wǎng)點應安裝可閉鎖、具有明顯開斷點、可實現(xiàn)可靠接地功能的開斷設備。包括接地連接、防雷功能和絕緣耐壓等對于安全同樣具有重要性。
中國電力科學研究院用電與能效研究所用電技術研究室主任陳宋宋在《面向工商業(yè)用戶的虛擬電廠關鍵技術與試點建設經(jīng)驗》的演講中提到，極端天氣的頻發(fā)使得局部地區(qū)的電力供需矛盾在短時間內(nèi)加劇。根據(jù)2022年，國網(wǎng)經(jīng)營區(qū)內(nèi)最大降溫負荷達到3.5億千瓦，全網(wǎng)最大負荷達到10.69億千瓦，5個區(qū)域電網(wǎng)和19個省級電網(wǎng)負荷屢創(chuàng)新高。2022年，國網(wǎng)經(jīng)營區(qū) “三華”電網(wǎng)95%以上尖峰負荷持續(xù)時間15~218小時。
中國電力科學研究院用電與能效研究所用電技術研究室主任陳宋宋
新型電力系統(tǒng)的靈活性調(diào)節(jié)資源容量緊缺。陳宋宋指出，截至2023年5月，我國風電、光伏裝機達到8.3億千瓦，預計全年裝機增加2億千瓦左右。大規(guī)模波動性可再生能源接入后，傳統(tǒng)“源隨荷動” 的電網(wǎng)運行調(diào)節(jié)方式受到挑戰(zhàn)，靈活性調(diào)節(jié)資源容量不足。按2025年風、光裝機10億千瓦測算，將產(chǎn)生5.62億千瓦的調(diào)節(jié)需求。
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夏季樓宇建筑空調(diào)負荷是造成電網(wǎng)尖峰負荷的重要原因。陳宋宋認為，電能在建筑能耗中占比很高，尤其在辦公建筑、商業(yè)樓宇中，空調(diào)負荷占比較大，約占40-60%。因此，亟需通過樓宇建筑用電系統(tǒng)管理，與電網(wǎng)實現(xiàn)互動，降低電網(wǎng)尖峰負荷，提升電力在尖峰負荷時期的運行可靠性與安全性。
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空調(diào)集中和過度使用是導致城市熱島效應的主要原因。陳宋宋提到，城區(qū)氣溫越高，空調(diào)負荷越大，空調(diào)設備的排熱總量越大，造成惡性循環(huán)。根據(jù)2022年夏季國網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)負荷數(shù)據(jù)統(tǒng)計，氣溫在31-36℃范圍內(nèi)，每升高1℃，日最大負荷增加4293萬千瓦。
工業(yè)可調(diào)節(jié)負荷資源潛力巨大，但不同行業(yè)的調(diào)節(jié)情況參差不齊。陳宋宋表示，其中行業(yè)主要集中在水泥、石灰和石膏制造、鋼壓延加工、煉鋼等；截至2021年底，填谷負荷排名中前15的行業(yè)均為工業(yè)，合計674.56萬千瓦，占可調(diào)節(jié)負荷資源庫容量的45.38%，其中行業(yè)主要集中在鋼壓延加工、煉鋼、電子和電工機械專用設備制造等。
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陳宋宋表示，虛擬電廠面臨的挑戰(zhàn)主要有五個方面。首先，由于需求側(cè)用戶類型種類多，生產(chǎn)特殊性不同，設備品牌型號繁多，因此感知監(jiān)測難度大。其次，信息獲取不健全，導致可調(diào)節(jié)潛力評估準確度低。第三，用戶生產(chǎn)約束多，設備控制風險高，這使得在接受用戶委托對用戶側(cè)設備進行調(diào)節(jié)控制時，需要考慮用戶設備的實時運行狀態(tài)，操作難度大。第四，市場機制不成熟，用戶常態(tài)化參與意愿低。最后，需求側(cè)資源參與電網(wǎng)互動標準化工作仍處于起步階段。
陳宋宋提出了四個發(fā)展建議。首先，需要加強虛擬電廠的統(tǒng)籌管理和頂層設計。其次，持續(xù)完善虛擬電廠參與電力市場的機制。第三，建設虛擬電廠的標準化和檢驗認證體系。最后，提升虛擬電廠的數(shù)字化支撐能力，充分融合大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、人工智能等技術，提升虛擬電廠低碳、零碳規(guī)劃與電網(wǎng)互動自動化和智能化水平，實現(xiàn)響應系統(tǒng)決策智能化、執(zhí)行方式自動化，提升用戶無感參與度。
中天儲能科技有限公司研發(fā)經(jīng)理蔡肖雄在《雙碳賽道下新型儲能的發(fā)展機遇及解決方案》演講中提到了儲能應用的兩個場景。第一個場景是新能源+自建儲能，這種模式可以滿足新能源并網(wǎng)、調(diào)峰、提高發(fā)電預測精度、平滑發(fā)電曲線、響應調(diào)度需求等功能。第二個場景是新能源+共享儲能，共享儲能作為一個獨立節(jié)點，接到輸配電線，通過容量租賃的方式來解決新能源配儲的問題，作為第三方儲能的擁有方，具備積極性尋找儲能收益點。
中天儲能科技有限公司研發(fā)經(jīng)理蔡肖雄
蔡肖雄表示，目前典型的系統(tǒng)架構(gòu)包括集中式、集散式、組串式、高壓級聯(lián)等，每種都有其優(yōu)勢和特點。目前市場占有率以集中式為主，因為集中式在初期投資成本較低的優(yōu)勢。
蔡肖雄表示，目前液冷普遍能做到溫升小于8度，溫差小于3度的水平，實際上溫差可達到2.5度，但是，對于工程實施來說，需要找到技術和成本的平衡點。如果可以將溫控做到小于等于5度，同時將整個液冷系統(tǒng)的成本控制在每度電25元，這是非常好的解決方案。
福建巨電新能源股份有限公司 PACK 技術總監(jiān)楊尚勇在《插片式 PACK 技術在儲能領域應用的優(yōu)勢和前景》的演講中提到，影響儲能系統(tǒng)全生命周期安全性和壽命的電池相關因素。提高電池的安全性和一致性一直是電芯研發(fā)和創(chuàng)新的重點，而生產(chǎn)工藝的偏差和使用環(huán)境的差異，都會持續(xù)影響電池全生命周期的一致性和安全性。電池一致性的差異會導致系統(tǒng)容易出現(xiàn)木桶效應，大大降低了儲能系統(tǒng)的可利用能量。此外，電池數(shù)量越多，失效概率就越高。
福建巨電新能源股份有限公司 PACK 技術總監(jiān)楊尚勇
楊尚勇進一步解釋了電池相關的影響儲能系統(tǒng)全生命周期安全性和壽命的因素，包括電池自身的安全性、電池的一致性、電池的失效概率和熱管理技術。
廣東電網(wǎng)廣州供電局高級工程師余志文在《廣州虛擬電廠建設與探索》的演講中表示，廣州電網(wǎng)的峰谷差逐年增大，存在季節(jié)性的局部電力供應緊缺和電網(wǎng)失穩(wěn)的風險。電網(wǎng)建設受到多種限制，部分地區(qū)的建設進度滯后于負荷發(fā)展。因此，需要采取有效的措施來引導和激勵用戶挖掘可調(diào)控資源，以緩解供需矛盾，延緩電網(wǎng)投資，保證廣州經(jīng)濟社會的快速發(fā)展。
廣東電網(wǎng)廣州供電局高級工程師余志文
余志文表示，尖峰負荷的持續(xù)時間短，峰值負荷95%以上的持續(xù)時間不到15小時，對應的尖峰負荷電量不足350萬kWh。在高峰負荷時期，存在片區(qū)電網(wǎng)負載率過高，中心城區(qū)面臨錯峰限電的風險。電動汽車等分布式資源接入電網(wǎng)，造成配網(wǎng)饋線和臺區(qū)重過載的問題。
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余志文表示，為了解決這些問題，廣州市工信局在2021年6月發(fā)布了《廣州市虛擬電廠實施細則》，以財政補貼的形式開展虛擬電廠運行。主要目標是調(diào)用用戶側(cè)的靈活資源參與電網(wǎng)調(diào)節(jié)，緩解和解決廣州電網(wǎng)220kV、110kV主變與線路、10kV饋線等重過載問題。同時，激勵用戶參與電網(wǎng)互動，支持綜合能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，培育一批優(yōu)質(zhì)的負荷聚集商。
余志文還提到，依托國家重點研發(fā)計劃的項目，在從化明珠工業(yè)園建成了以工業(yè)用戶互動為基礎的園區(qū)級“虛擬電廠”。這個虛擬電廠形成了詳細的建設和運行技術方案，具備良好的應用基礎。明珠工業(yè)園的虛擬電廠實現(xiàn)了整個示范區(qū)參與廣州電網(wǎng)的調(diào)峰等功能，最大調(diào)控能力約2萬千瓦，年峰值負荷削減20%?？烧{(diào)控資源包括用戶側(cè)儲能、分布式光伏、可平移負荷、溴化鋰制冷、中央空調(diào)和分散式空調(diào)集控負荷等。
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余志文介紹，廣州市虛擬電廠管理平臺于2021年6月上線，目前已簽約大用戶/負荷聚集商110家。簽約的最大邀約響應能力為787MW，分鐘級實時響應能力為220MW。系統(tǒng)主要包含注冊與簽約管理、資源監(jiān)視、響應發(fā)起與執(zhí)行、響應效果評估、結(jié)算管理等功能，面向供電局和市場用戶設置不同的界面權(quán)限。
余志文表示，虛擬電廠可以間接參與電能量交易，與售電公司捆綁，聚合儲能等資源響應分時電價。以谷時吸收電能，峰時放出電能的策略，獲取日前市場的峰谷價差盈利。區(qū)塊鏈輔助虛擬電廠在日前市場中對下層資源開展交易、出清、結(jié)算，記錄日前成交量。虛擬電廠直接參與市場交易的思考，調(diào)頻市場，需要解決如何獲得秒級數(shù)據(jù)，如何準確判斷調(diào)頻里程等問題。直接參與電能量市場，需要解決如何區(qū)分虛擬電廠資源與用戶的電能量，采集設備如何解決，不同投資主體的收益該如何分配等問題。
國網(wǎng)上海能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司的先進能源中心副主任、虛擬電廠與電力交易技術實驗室主任左娟，在她的演講《淺談虛擬電廠典型運營模式》中，闡述了虛擬電廠發(fā)展的三個階段：邀約型階段、市場型階段和跨空間自主調(diào)度階段，這些階段的發(fā)展依賴于外部條件的變化。
國網(wǎng)上海能源互聯(lián)網(wǎng)研究院有限公司的先進能源中心副主任、虛擬電廠與電力交易技術實驗室主任左娟
左娟表示，在邀約型階段，由于缺乏電力市場，政府部門或調(diào)度機構(gòu)需要牽頭組織，吸引各個需求響應服務商參與，共同完成邀約、響應和激勵流程。在市場型階段，隨著電能量現(xiàn)貨市場、輔助服務市場和容量市場的建立，虛擬電廠可以以負荷聚合商或?qū)嶓w電廠的模式參與市場，從而獲得收益。在跨空間自主調(diào)度階段，虛擬電廠聚合的資源種類和數(shù)量逐漸增多，覆蓋的空間也越來越廣，包括可調(diào)負荷、儲能和分布式電源等基礎資源，以及由這些基礎資源整合而成的微網(wǎng)、局域能源互聯(lián)網(wǎng)。
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左娟指出，國外虛擬電廠的運營實體和管理平臺通常由不同性質(zhì)的實體進行，配合緊密度各不相同。例如，美國佛蒙特州的GMP電網(wǎng)公司授權(quán)特斯拉的Powerhub集成式監(jiān)測調(diào)度中心，而加州的CAISO則管理發(fā)達的電力市場，因此主動性較高。相比之下，我國電網(wǎng)公司運營的虛擬電廠平臺具有集中式調(diào)度管控的優(yōu)勢，便于協(xié)調(diào)管理聚合商資源。
左娟提到，歐洲虛擬電廠多為跨境布局，需要進行嚴格的上下游成本-效益分析。例如，Atlante V2G項目連接全歐交通網(wǎng)絡道路側(cè)充電樁，對電網(wǎng)，虛擬電廠運營商計劃接入各國電網(wǎng)；對用戶，運營商需要提供穩(wěn)定的車輛供電及配套增值服務。歐洲配電網(wǎng)覆蓋率高，運營商多而分散，可以為我國虛擬電廠探索下沉市場及跨區(qū)域聯(lián)通提供參考。
左娟表示，成熟的市場機制助力虛擬電廠項目的開展及商業(yè)化運營。美國、德國的現(xiàn)貨市場運行多年，輔助服務市場、容量市場建設領先，電價機制較為成熟，可以迅速開展大中小型分布式資源運營模式及經(jīng)濟效益試驗。虛擬電廠可以通過提供靈活性服務、電價套利，降低調(diào)峰成本、負荷平衡成本等運行成本，優(yōu)化基礎設施投資等方式獲利。
左娟認為，雖然我國已經(jīng)出臺了多項關于推進電力市場建設、虛擬電廠發(fā)展的政策文件，也積極推進虛擬電廠試點示范和虛擬電廠相關標準的制定，但在短期內(nèi)，虛擬電廠的發(fā)展不能等待相關市場的建設與政策的出臺，而應在現(xiàn)行機制下，積極探索多元化的運營模式和商業(yè)機制。通過積極參與市場、全力提供服務、不斷拓展客戶、提升技術水平等方式，不斷優(yōu)化自身運營模式，不斷發(fā)展完善。
左娟預測，未來隨著電力市場的不斷推進，交易品類日益完善，現(xiàn)貨市場交易機制日益成熟，容量市場、期權(quán)市場、局域平衡服務市場、分布式交易市場有望推進建設，虛擬電廠未來的運營模式日益豐富。通過不斷提升自身技術水平，優(yōu)化交易策略，更好地擴展客戶與資源，挖掘與拓展自身調(diào)節(jié)潛力，形成多元健康的發(fā)展運行模式。
北京鑒恒認證有限公司解決方案銷售總監(jiān)王德科的主題演講《新型電站建設運營質(zhì)量管控》中提到，新型儲能電站建設面臨的挑戰(zhàn)主要包括關鍵設備質(zhì)量問題、儲能系統(tǒng)集成問題、儲能系統(tǒng)集成問題。
北京鑒恒認證有限公司解決方案銷售總監(jiān)王德科
王德科表示，新型儲能電站運營面臨的挑戰(zhàn)主要表現(xiàn)在故障率高，年可利用率低，充放電量無法達到預期，設計不合理不可靠，監(jiān)控不健全。這些問題的出現(xiàn)主要是由于控制算法不精確，儲能系統(tǒng)SOC偏差大，充放電過程無法達到預期電量。此外，主動安全設計薄弱，缺乏數(shù)據(jù)積累，無法進行早期的安全預測，缺乏全生命周期數(shù)據(jù)溯源體系等。
本次大會還將重磅發(fā)布《2023中國虛擬電廠產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》。該報告深度剖析了虛擬電廠在全球和中國的市場現(xiàn)狀，預測了其未來發(fā)展趨勢，解讀了相關政策，分析了技術經(jīng)濟性，展示了典型案例，為推動虛擬電廠的發(fā)展提供了全面而深入的參考和指導。
第二屆中國新型儲能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展大會暨第二屆全國虛擬電廠技術高層研討會成功地匯集了產(chǎn)業(yè)鏈、電力公司、系統(tǒng)集成商、投融資機構(gòu)和高校等350余人，共同探討和研究儲能行業(yè)的發(fā)展趨勢和挑戰(zhàn)，為推動儲能行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展，提供了有力的推動力。
本次大會由中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會、中國儲能網(wǎng)、中國儲能網(wǎng)聯(lián)合承辦，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應用分會專家委員會的學術支持。
