中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：
從總的趨勢(shì)上看，高比例可再生能源下新型電力系統(tǒng)建設(shè)需求是催生儲(chǔ)能技術(shù)，尤其是新型儲(chǔ)能技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用的基本需求。一方面，源側(cè)和荷側(cè)滲透性電源的快速增長(zhǎng)帶來了間歇性和波動(dòng)性的問題，而用戶側(cè)電氣化水平提高尤其是新型電氣化設(shè)施的推廣也快速推高了負(fù)荷側(cè)的波動(dòng)性，形成了典型的“鴨型曲線”并可能進(jìn)一步向“峽谷曲線”演化。平抑這些波動(dòng)需要大量的靈活性資源進(jìn)行調(diào)節(jié)，并能夠和“源網(wǎng)荷”側(cè)有效互動(dòng)，支撐傳統(tǒng)堅(jiān)強(qiáng)電網(wǎng)向新型電力系統(tǒng)轉(zhuǎn)型。
儲(chǔ)能技術(shù)的一個(gè)最根本作用是將能源“節(jié)點(diǎn)”、“網(wǎng)絡(luò)”從波動(dòng)性、不可控狀態(tài)變得相對(duì)可調(diào)可控，這些可調(diào)可控的“節(jié)點(diǎn)”和“子網(wǎng)絡(luò)”進(jìn)一步聚合并接受整個(gè)區(qū)域的新型電力系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度，保障供電可靠性和供需動(dòng)態(tài)平衡。所有的靈活性來源中，電池儲(chǔ)能技術(shù)是目前所有新興技術(shù)中在技術(shù)、商業(yè)成熟度上接近于大規(guī)模推廣的重要方向。
電池儲(chǔ)能以其靈活、快速充放電特性與不同的場(chǎng)景相結(jié)合，催生了電池儲(chǔ)能的各類應(yīng)用。按大的方向分，有發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)儲(chǔ)能。按場(chǎng)景上分，又分為了多個(gè)不同的場(chǎng)景。2021年的時(shí)候，我們和IRENA、鑒衡合作印發(fā)的《電力儲(chǔ)能評(píng)估框架》中，也列舉了國(guó)際上電池儲(chǔ)能的八大重點(diǎn)應(yīng)用場(chǎng)景，包括電網(wǎng)運(yùn)行備用、靈活性調(diào)節(jié)、電價(jià)差套利、VRE出力平滑、延緩電網(wǎng)擴(kuò)容、節(jié)約調(diào)峰電廠投資、離網(wǎng)VRE支持和“電表后”儲(chǔ)能。最近幾年，電池儲(chǔ)能在國(guó)內(nèi)獲得了飛速發(fā)展，國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能的建設(shè)規(guī)模應(yīng)該說已經(jīng)在全球范圍內(nèi)總體領(lǐng)先。到今年6月，全國(guó)已建成新型儲(chǔ)能項(xiàng)目裝機(jī)超過1733萬千瓦/3580萬千瓦時(shí)，平均儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)2.1小時(shí)。但是也應(yīng)該看到，相對(duì)于十四五12億千瓦可再生能源裝機(jī)目標(biāo)和新型電力系統(tǒng)建設(shè)要求，儲(chǔ)能作為靈活性資源基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足。
在這么大的建設(shè)需求下，回歸到傳統(tǒng)熱電/火電，在儲(chǔ)能應(yīng)用上能做什么？我們看到，電廠也逐步從傳統(tǒng)源側(cè)和傳統(tǒng)荷側(cè)“兩個(gè)方向”開展“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”示范和推廣。傳統(tǒng)源側(cè)主要面向發(fā)電市場(chǎng)、調(diào)頻等，傳統(tǒng)荷側(cè)主要面向用戶側(cè)分布式能源和綜合能源服務(wù)等市場(chǎng)。在分布式電源（光伏、電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能、需求響應(yīng)等等）具備商業(yè)化試點(diǎn)和推廣能力后，一個(gè)有意思的現(xiàn)象是，傳統(tǒng)的源側(cè)也在往荷側(cè)、網(wǎng)側(cè)延伸，融合多種分布式能源在推進(jìn)大電源側(cè)小負(fù)荷側(cè)的源網(wǎng)荷儲(chǔ)，傳統(tǒng)的荷側(cè)在往源側(cè)、網(wǎng)側(cè)衍生，推進(jìn)大負(fù)荷側(cè)小電源側(cè)的源網(wǎng)荷儲(chǔ)，形成了某種“相向而行”的效果。只不過，由于兩側(cè)所面向的市場(chǎng)不同，其定位和最終所達(dá)到的目標(biāo)和效果不同。
在上述兩個(gè)方向上，相對(duì)于傳統(tǒng)源側(cè)的定位，傳統(tǒng)火電/熱電廠面臨的最大的轉(zhuǎn)型是走出“高墻大院”，主動(dòng)或被動(dòng)地走向市場(chǎng)化開發(fā)。除了分散的分布式能源開發(fā)，在能源局整縣開發(fā)紅頭文件下發(fā)后，很多電廠還面臨整縣、整區(qū)域開發(fā)的任務(wù)。新型電力系統(tǒng)下電網(wǎng)“包干包建包產(chǎn)”的方式必然要有所調(diào)整和變化，那么電廠在傳統(tǒng)荷側(cè)開展規(guī)?；_發(fā)時(shí)，除了要“看天看地”之外，還要“看潮流”?？刺熘饕强垂赓Y源，看地主要是看屋頂?shù)瓤砷_發(fā)資源、看可消納負(fù)荷。電網(wǎng)的靈活性不足和潮流約束將會(huì)成為規(guī)?；_發(fā)的一項(xiàng)重要約束，進(jìn)而會(huì)影響電廠的投資結(jié)構(gòu)和投資效益。這一部分往往是以儲(chǔ)能作為重要基礎(chǔ)設(shè)施為建設(shè)內(nèi)容的。
一個(gè)明顯的變化在于電網(wǎng)對(duì)于分布式能源并網(wǎng)方式的態(tài)度變化。在傳統(tǒng)的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和潮流走向不足以兜底大規(guī)模分布式電源并網(wǎng)時(shí)，那么電廠必然面臨從電網(wǎng)兜底的保障性并網(wǎng)向保障性并網(wǎng)、市場(chǎng)化并網(wǎng)結(jié)合，再向全部市場(chǎng)化并網(wǎng)轉(zhuǎn)型的三個(gè)階段。從前兩年江蘇省江北配儲(chǔ)10%、江南配儲(chǔ)18%的市場(chǎng)化并網(wǎng)要求，到可能在2024年落地的浙江分布式風(fēng)光發(fā)電配儲(chǔ)10%的規(guī)定，電廠在打開廠門走向市場(chǎng)的時(shí)候，也面臨著從單一分布式發(fā)電投資項(xiàng)源網(wǎng)荷儲(chǔ)不同組合形式投資組合的變化。分布式儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用還遠(yuǎn)未達(dá)到新型電力系統(tǒng)所需的靈活性調(diào)節(jié)容量要求。
但是強(qiáng)制性“一刀切”配儲(chǔ)比例是否就是合理的呢？我們認(rèn)為，這仍然是轉(zhuǎn)型過程一個(gè)階段性的操作方式，只是現(xiàn)實(shí)合理性的必然產(chǎn)物。
這要從幾個(gè)方面分析，第一，可再生能源大規(guī)模開發(fā)需要大量的靈活性資源調(diào)節(jié)，靈活性資源的巨大缺口足以支撐這部分儲(chǔ)能的消納，現(xiàn)在不是怕超配，而是想方設(shè)法強(qiáng)制或鼓勵(lì)市場(chǎng)主體多建。市場(chǎng)的靈活性往往來自于資源的冗余性，從某種程度上，有冗余才有空間。第二，部分可再生能源的單一發(fā)電平準(zhǔn)化發(fā)電成本可以與煤電競(jìng)爭(zhēng)，但是考慮其波動(dòng)性治理所需的靈活性資源后則不一定，那么這部分靈活性資源投資成本需要有其他單一資源進(jìn)行收益讓渡，儲(chǔ)能的配置是要跟著收益的方向走。第三，在市場(chǎng)化的框架下，市場(chǎng)主體愿不愿意配儲(chǔ)取決于市場(chǎng)機(jī)制和盈利模式，在當(dāng)前政策性主導(dǎo)、市場(chǎng)化未充分建立起來的階段，儲(chǔ)能的應(yīng)用主要來自于相對(duì)簡(jiǎn)單的服務(wù)機(jī)制和盈利模式方向上。而從資源優(yōu)化配置、全生命周期效益最優(yōu)的角度出發(fā)，儲(chǔ)能沒必要一定要切分為電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)三個(gè)部分，而是從整個(gè)電力系統(tǒng)潮流的角度進(jìn)行全局優(yōu)化配置，確定最佳的儲(chǔ)能布局、容量分布和調(diào)度策略，但這種精細(xì)化的活單靠政策做不了，謀篇布局、方向引導(dǎo)、大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)靠政策，資源優(yōu)化、精細(xì)化操作則主要靠有監(jiān)管的市場(chǎng)化機(jī)制。
這種市場(chǎng)化機(jī)制必然與傳統(tǒng)熱電/火電廠的轉(zhuǎn)型同頻共振。在市場(chǎng)化機(jī)制下，源網(wǎng)荷儲(chǔ)多側(cè)多種分布式能源可以通過有效聚合、靈活參與全國(guó)或區(qū)域的能量、電力、節(jié)能、碳、需求響應(yīng)、輔助服務(wù)等市場(chǎng)，最終形成了以資源聚合和優(yōu)化調(diào)度為基本前提和特征的獨(dú)立運(yùn)營(yíng)商、聚合服務(wù)商。這種機(jī)制下，傳統(tǒng)熱電/火電廠的優(yōu)勢(shì)是什么，基于社會(huì)責(zé)任和優(yōu)勢(shì)所產(chǎn)生的定位是什么，基于定位應(yīng)該做什么，這仍然是一個(gè)需要摸索、試錯(cuò)和市場(chǎng)化博弈的過程。由于對(duì)市場(chǎng)的理解不同、起步周期不同，傳統(tǒng)的發(fā)電集團(tuán)在各自所處的階段所執(zhí)行的策略也不同。過去兩年也體現(xiàn)出了一些明顯分化的特點(diǎn)。
但不管是輕資產(chǎn)重運(yùn)維、重資產(chǎn)輕運(yùn)維還是其他方式，市場(chǎng)化后對(duì)于傳統(tǒng)電廠的數(shù)字化能力要求將極大提高。實(shí)際上，在統(tǒng)一市場(chǎng)化機(jī)制與同質(zhì)化運(yùn)維能力下，零和博弈特征越來越突出的市場(chǎng)里，數(shù)字化能力將是決定市場(chǎng)主體能否獲得相對(duì)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。而數(shù)字化能力也是推動(dòng)傳統(tǒng)熱電、火電企業(yè)從運(yùn)營(yíng)實(shí)體電廠到成功運(yùn)營(yíng)虛擬電廠轉(zhuǎn)型成功的關(guān)鍵。
這里簡(jiǎn)單介紹兩個(gè)源側(cè)、荷側(cè)的源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化的項(xiàng)目案例。第一個(gè)是大唐當(dāng)涂電廠風(fēng)光儲(chǔ)充零碳樓宇源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化項(xiàng)目，第二個(gè)是大唐華東電力試驗(yàn)研究院的電池儲(chǔ)能+智慧能量管理系統(tǒng)項(xiàng)目。
大唐當(dāng)涂電廠的源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化項(xiàng)目實(shí)質(zhì)上還是大電源側(cè)的電廠負(fù)荷側(cè)的綜合能源，包含了屋頂光伏和光伏車棚，合計(jì)裝機(jī)約1.35MWp，新建10kW/20kWh全釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、2臺(tái)小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)、4*7kW慢充以及基于微網(wǎng)控制器的風(fēng)光儲(chǔ)充一體化調(diào)度管理。項(xiàng)目目前已經(jīng)通過驗(yàn)收，項(xiàng)目建成后，綜合辦公樓能耗降低20%，年均綠色電力生產(chǎn)和消納90萬度以上，年節(jié)約標(biāo)煤270噸，年二氧化碳減排量800噸。這是該電廠風(fēng)光儲(chǔ)充項(xiàng)目建成后的場(chǎng)景，從這里可以看到屋頂風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、屋頂光伏、光伏車棚、充電樁。當(dāng)涂電廠的新型儲(chǔ)能技術(shù)采用的10kW/20kWh的全釩液流電池系統(tǒng)，支持0~100%的充放電循環(huán)，循環(huán)壽命在15000次以上。這個(gè)電池系統(tǒng)是根據(jù)場(chǎng)景需要和技術(shù)示范選型路線定制的系統(tǒng)。該項(xiàng)目配建有零碳樓宇智慧能源管理系統(tǒng)，支持對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)充荷側(cè)協(xié)同的智慧能源管理，提供能量計(jì)量、運(yùn)行監(jiān)測(cè)、能耗分析、運(yùn)行優(yōu)化等在內(nèi)的管控功能。
第二個(gè)案例是大唐華東院電池儲(chǔ)能+智慧能量管理系統(tǒng)。這個(gè)項(xiàng)目是在傳統(tǒng)荷側(cè)的場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)了源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化建設(shè)和運(yùn)營(yíng)管理，同時(shí)支持與中心側(cè)虛擬電廠運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的對(duì)接能力，實(shí)現(xiàn)云邊端一體化管控。從項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容上，包括40jkWp屋頂分布式光伏、50kW/100kWh磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)、七要素氣象站、36*7kW慢充以及作為可調(diào)節(jié)負(fù)荷的空調(diào)系統(tǒng)。光儲(chǔ)充系統(tǒng)同時(shí)與建筑負(fù)荷互動(dòng)，支持在離網(wǎng)狀態(tài)下的黑啟動(dòng)并為敏感負(fù)荷提供應(yīng)急供電。
該源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化項(xiàng)目的分布式電源的分布情況：包括屋頂?shù)姆植际焦夥?、氣象站、空調(diào)系統(tǒng),一樓實(shí)驗(yàn)室的敏感負(fù)荷、地下一層的變電所、充電樁和電池儲(chǔ)能等建設(shè)內(nèi)容。這里是一些項(xiàng)目建成后的實(shí)景?；陔姵貎?chǔ)能的儲(chǔ)能和快速調(diào)節(jié)能力，項(xiàng)目對(duì)儲(chǔ)能并離網(wǎng)、變電所并離網(wǎng)電源切換進(jìn)行了整體設(shè)計(jì)和改造，支持在離網(wǎng)時(shí)快速切換到儲(chǔ)能應(yīng)急供電模式，并可進(jìn)一步支持光儲(chǔ)協(xié)同，進(jìn)一步提高離網(wǎng)黑啟動(dòng)支撐和保供能力。電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心在于三個(gè)柜子：并離網(wǎng)柜、電氣柜和電池柜。這些設(shè)備都是在與園區(qū)電氣系統(tǒng)相配合的情況下定制或現(xiàn)場(chǎng)制作的。
項(xiàng)目配建有園區(qū)智慧能量管理系統(tǒng)。從“五遙”的角度看，除了并離網(wǎng)切換由電氣系統(tǒng)支撐外，平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電池儲(chǔ)能的遙測(cè)遙控遙調(diào)，支持電池儲(chǔ)能在手動(dòng)、自動(dòng)模式下多種運(yùn)行模式的切換。其他分布式電源主要實(shí)現(xiàn)了遙測(cè)功能，支持高精度負(fù)荷預(yù)測(cè)、光伏出力預(yù)測(cè)，為二期實(shí)現(xiàn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)融合運(yùn)行優(yōu)化打下基礎(chǔ)。
應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)，建立了園區(qū)的精細(xì)數(shù)字化模型，基于數(shù)字空間可以快速查看儲(chǔ)能、光伏、空調(diào)、氣象站等站點(diǎn)或設(shè)備的分布、運(yùn)行狀態(tài)、告警信息。系統(tǒng)提供了運(yùn)行監(jiān)測(cè)、智能告警、集控運(yùn)行、控制策略配置等功能，支持監(jiān)測(cè)、控制一體化。項(xiàng)目自組了工業(yè)級(jí)WiFi通信工控網(wǎng)絡(luò)，基于所采集的實(shí)時(shí)參數(shù)能夠?qū)傮w和各分布式能源的能量、收益、碳排放、減排量進(jìn)行計(jì)算分析，為系統(tǒng)的安全運(yùn)行和整體能源管理提供信息化支持。系統(tǒng)同時(shí)提供了飛輪儲(chǔ)能、虛擬電廠運(yùn)營(yíng)平臺(tái)的數(shù)據(jù)接口，支持分布式能源的拓展，支持和中心平臺(tái)互動(dòng)實(shí)現(xiàn)中心側(cè)統(tǒng)一調(diào)度管理。
