中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：3月10-13日，由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司指導(dǎo)，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦并聯(lián)合500余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十四屆中國國際儲(chǔ)能大會(huì)暨展覽會(huì)（簡稱“CIES”）在杭州國際博覽中心召開。
CIES大會(huì)以“共建儲(chǔ)能生態(tài)鏈，共創(chuàng)儲(chǔ)能新發(fā)展”為主題，針對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等重點(diǎn)、熱點(diǎn)、難點(diǎn)問題展開充分探討，分享可持續(xù)發(fā)展政策機(jī)制、資本市場、國際市場、成本疏導(dǎo)、智能化系統(tǒng)集成技術(shù)、供應(yīng)鏈體系、商業(yè)模式、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、示范項(xiàng)目應(yīng)用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和深化應(yīng)用。
來自行業(yè)主管機(jī)構(gòu)、國內(nèi)外駐華機(jī)構(gòu)、科研單位、電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機(jī)構(gòu)等不同領(lǐng)域的2011余家產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈企業(yè)， 53417位線上注冊(cè)嘉賓將參加本屆CIES大會(huì)，儲(chǔ)能網(wǎng)視頻號(hào)線上直播11萬人參與觀看與交流。其中300余家企業(yè)集中展示了儲(chǔ)能產(chǎn)品，涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測認(rèn)證、飛輪儲(chǔ)能、液流電池、熔鹽儲(chǔ)熱、壓縮空氣儲(chǔ)能等新型儲(chǔ)能全產(chǎn)業(yè)鏈。
3月12日下午， 大唐集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究總院中南電力實(shí)驗(yàn)研究院高級(jí)工程師樊東方受邀在儲(chǔ)能電站建設(shè)與運(yùn)維專場分享主題報(bào)告，報(bào)告題目為《大型電化學(xué)儲(chǔ)能電站安全運(yùn)行》。以下為報(bào)告主要內(nèi)容：
樊東方：大家好，我是大唐集團(tuán)電科院中南電力實(shí)驗(yàn)研究院新型儲(chǔ)能研究中心。我主要從事電化學(xué)儲(chǔ)能電站的建設(shè)運(yùn)維方面集團(tuán)的一些技術(shù)支撐工作，今天有幸受主辦方的邀請(qǐng)，我作為用戶站在用戶的角度，把大型電化學(xué)儲(chǔ)能電站建設(shè)的過程中遇到的一些問題，或者我們建設(shè)過程中的一些經(jīng)驗(yàn)給大家做一個(gè)分享交流。
主要交流的內(nèi)容包括4部分，目前我們國內(nèi)電力儲(chǔ)能的發(fā)展現(xiàn)狀；在儲(chǔ)能電站運(yùn)行的過程中主要存在的一些問題；我們?cè)谶\(yùn)營過程中一些經(jīng)驗(yàn)；個(gè)人的一些想法和建議。
在國家雙碳目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下，我國電力儲(chǔ)能發(fā)展迅猛。國家“十四五”對(duì)新型儲(chǔ)能發(fā)展目標(biāo)有整體的規(guī)劃，2025年新型儲(chǔ)能規(guī)模達(dá)到30GW，2030年新型儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)全面的市場化。
截至2023年12月底，目前已經(jīng)投運(yùn)的電力儲(chǔ)能總體的規(guī)模是86.5GW，抽蓄占51.3，占比59.4%，這個(gè)比例已經(jīng)很低了，在2022年底的時(shí)候，抽水蓄能占電力的比例77%以上。功率和能量同比增長150%，相對(duì)于2022年新投運(yùn)的規(guī)模水平，我們預(yù)測2024年新型儲(chǔ)能裝機(jī)規(guī)模突破20GW。
新型儲(chǔ)能規(guī)模的分布截至2023年12月，新增的裝機(jī)分布前10名的是新疆、內(nèi)蒙、甘肅、貴州等10個(gè)區(qū)域，新增的規(guī)模占比達(dá)到84.8%。目前新型儲(chǔ)能累計(jì)裝機(jī)規(guī)模排名前五的是內(nèi)蒙、新疆、山東、寧夏和湖南，主要是西北地區(qū)新能源的大基地，以及政策比較利好的省份。
新型儲(chǔ)能增長的應(yīng)用場景主要分布在三塊，電網(wǎng)側(cè)，電源側(cè)和用戶側(cè)。對(duì)于電網(wǎng)側(cè)來說，占比56%。主要以獨(dú)立儲(chǔ)能的形式出現(xiàn)，主要起到對(duì)電網(wǎng)的雙重支撐的作用。第二個(gè)電源側(cè)占41%，其中光伏配儲(chǔ)，峰電配儲(chǔ)占比加起來達(dá)到95%，火電配儲(chǔ)項(xiàng)目較多，裝機(jī)容量比較小。新能源配儲(chǔ)主要為了解決新能源的消納和出力，火電配儲(chǔ)起到一次調(diào)頻，輔助服務(wù)的作用。
用戶側(cè)目前占比比較少，只有3%，主要應(yīng)用工商業(yè)，產(chǎn)業(yè)園區(qū)，未來我們比較看好用戶側(cè)的儲(chǔ)能。
大唐集團(tuán)2023年新投運(yùn)的項(xiàng)目30多個(gè)，目前累計(jì)裝機(jī)達(dá)到了240萬千瓦。目前在建的項(xiàng)目90萬的項(xiàng)目，預(yù)計(jì)我們集團(tuán)“十四五”末達(dá)到500萬的裝機(jī)規(guī)模，技術(shù)路線以鋰電為主，今年新建的有鈉電，壓縮空氣，包括飛輪，超容和液流。其中鋰電占比還是比較高的，達(dá)到95%以上。
對(duì)于各個(gè)企業(yè)的儲(chǔ)能電站的建設(shè)規(guī)模，技術(shù)路線，應(yīng)用場景，地域分布，每個(gè)企業(yè)有自己的發(fā)展規(guī)劃。
整體規(guī)劃取決于國家政策的引導(dǎo)，區(qū)域電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，地方用電負(fù)荷的特性以及新能源發(fā)展規(guī)模因素決定的，對(duì)于我們目前來說最重要的是如何建好，用好儲(chǔ)能電站，怎么能保障儲(chǔ)能電站的本質(zhì)安全。怎么提高儲(chǔ)能電站的管控水平。對(duì)于一個(gè)大型的儲(chǔ)能電站來說，經(jīng)濟(jì)性雖然是考核儲(chǔ)能電站的重要指標(biāo)，但是它的制約因素是不受控的，每天的充放電時(shí)長，循環(huán)次數(shù)不受調(diào)度控制，我們做的就是盡量保持儲(chǔ)能電站的運(yùn)行可靠性，減少考核，通過運(yùn)行策略的優(yōu)化，提高電池的使用壽命。
通過優(yōu)化溫度控制，減少電率，提高綜合利用效率。我們對(duì)關(guān)心的是安全問題，儲(chǔ)能電站的本質(zhì)安全取決于上游企業(yè)的引導(dǎo)，在日益激烈的市場競爭中產(chǎn)品的體系和技術(shù)的體系傳導(dǎo)不同步。
有些企業(yè)在過度追求的新技術(shù)，智能化，而缺少了產(chǎn)品數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。在技術(shù)上沒有得到充分的完善和積累。安全性的缺失導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)性大打折扣，目前全球累計(jì)7000多座儲(chǔ)能電站，自2018年以來統(tǒng)計(jì)的安全數(shù)據(jù)70多起，這個(gè)統(tǒng)計(jì)是不完全的。主要事故包含在安裝，調(diào)試等階段，運(yùn)輸過程中也有事故發(fā)生。
第二部分，儲(chǔ)能電站目前存在的一些問題。對(duì)于大型儲(chǔ)能電站的建設(shè)主要包括幾個(gè)環(huán)節(jié)，首先規(guī)劃設(shè)計(jì)，設(shè)備選型，制造驗(yàn)收，設(shè)備安裝，設(shè)備檢測以及系統(tǒng)調(diào)試，并網(wǎng)檢測，運(yùn)行監(jiān)督。檢修維護(hù)，數(shù)據(jù)管理，包括應(yīng)急處置。
在規(guī)劃設(shè)計(jì)階段。主要有控制系統(tǒng)，消防系統(tǒng)，重重要電源的冗余配置不足。分區(qū)控制不滿足要求，檢修電源的合理性。對(duì)于我們業(yè)主來說，我們要嚴(yán)格的把控技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)要求，對(duì)各個(gè)建設(shè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的審查。在設(shè)備選型階段，電芯一般在招標(biāo)階段內(nèi)已經(jīng)確定了，我們可以對(duì)總包方提出EMS消防系統(tǒng)，包括輔助設(shè)備，通信網(wǎng)線輔助設(shè)備，提出更高的要求。這些設(shè)備的質(zhì)量直接影響儲(chǔ)能電站的運(yùn)行可靠性。
包括BMS報(bào)警的分級(jí)不滿足要求，一級(jí)調(diào)頻等不滿足要求。安裝調(diào)試階段，一般這些工作是安裝單位，設(shè)備廠家完成，業(yè)主單位對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)不熟悉，一些功能性驗(yàn)證缺失，后期系統(tǒng)聯(lián)調(diào)中不能進(jìn)行完整的驗(yàn)證，要求我們按照技術(shù)協(xié)議，產(chǎn)品說明書和相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格把關(guān)，逐項(xiàng)驗(yàn)證。
在檢測方面，有些地區(qū)對(duì)檢測關(guān)鍵性和指標(biāo)參數(shù)缺少驗(yàn)證，儲(chǔ)能系統(tǒng)的過載性能測試，高低壓穿越性能測試，電網(wǎng)的適應(yīng)性檢測等存在不足。業(yè)主對(duì)大型儲(chǔ)能電站建設(shè)驗(yàn)收缺乏經(jīng)驗(yàn)，沒有系統(tǒng)的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)，導(dǎo)致電站建設(shè)過程中存在安全隱患，建設(shè)單位缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)理解，各個(gè)環(huán)節(jié)沒有形成有效完整的監(jiān)督管理體系。
在運(yùn)行階段我們發(fā)現(xiàn)的一些問題。首先第一方面，電站的安全方面。主動(dòng)安全不夠，目前絕大多數(shù)儲(chǔ)能電站均不具備大數(shù)據(jù)分析挖掘的功能，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)隱患。大多數(shù)儲(chǔ)能站無法對(duì)電池老化，發(fā)展趨勢進(jìn)行預(yù)測。SOC測試不準(zhǔn)，SOH不具備在線評(píng)估的能力。
被動(dòng)安全方面也不完善，主要指消防不健全，典型的問題主要消防監(jiān)控以圖像顯示，消防滅火器不足。電池系統(tǒng)存在單體的隱患，信號(hào)采集回路異常，一致性評(píng)估不到位，標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)電芯的一致性沒有給出清晰的策略和周期，往往靠人工評(píng)估。SOC長期存在工作范圍在10%-95%，有些放電深度甚至比這個(gè)更低，長期運(yùn)維方式造成SOC的測量偏差較大，電站存在充不滿，放不完的現(xiàn)象。
綜合效率偏低，直流側(cè)的效率可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，綜合效率受綜合損耗的影響，很多站沒有達(dá)到85%的綜合指標(biāo)。
EMS系統(tǒng)主要存在服務(wù)器的負(fù)載率偏高，運(yùn)行時(shí)候的畫面卡頓，原始數(shù)據(jù)量比較大，服務(wù)器配置不足，沒有設(shè)置，儲(chǔ)能系統(tǒng)的通信異常，主要因?yàn)榻粨Q機(jī)的硬件故障，告警不明確，監(jiān)控內(nèi)容不全面。告警信息或模擬量未在監(jiān)控畫面進(jìn)行顯示。
BMS系統(tǒng)存在壓差的損失，包括采集精度，響應(yīng)不夠，充放電末端存在電池系統(tǒng)過充或者過放的情況。
電池艙的輔助系統(tǒng)，預(yù)制艙的控制不合理，存在冷凝水問題，進(jìn)出風(fēng)口布置不合理，設(shè)備的間距過近，早成電池艙出風(fēng)的高溫空氣進(jìn)入進(jìn)風(fēng)口，造成艙內(nèi)的溫度更高。還有排水問題，電纜的混合問題，這些問題需要在建設(shè)階段進(jìn)行杜絕，否則后期整改起來非常的困難。
第三部分，運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)的分享。目前儲(chǔ)能電站主要存在的問題可以總結(jié)為組織管理監(jiān)督不到位，人的不安全行為和物的不安全狀態(tài)。設(shè)備的本質(zhì)隱患導(dǎo)致能量失控，最終導(dǎo)致電站的事故發(fā)生。
從三個(gè)方面可以解決。一個(gè)是強(qiáng)化設(shè)備的本質(zhì)安全，嚴(yán)控相關(guān)產(chǎn)品和質(zhì)量，提高水平。建立健全安全管理體系，把儲(chǔ)能安全管理納入企業(yè)的安全管理體系。對(duì)儲(chǔ)能電站實(shí)行嚴(yán)格的運(yùn)維，監(jiān)督管理，及時(shí)篩查安全隱患。加強(qiáng)電站的消防應(yīng)急管理，按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行消防設(shè)計(jì)和驗(yàn)收，實(shí)施聯(lián)動(dòng)機(jī)制。
具體應(yīng)該從幾個(gè)方面入手。首先本質(zhì)安全管理的規(guī)范化，提高儲(chǔ)能設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)要求，結(jié)合設(shè)計(jì)規(guī)范提高平面布局，通信統(tǒng)一。重視儲(chǔ)能設(shè)備選型，開展儲(chǔ)能系統(tǒng)的集采，提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的集采技術(shù)指標(biāo)。把控電芯3S系統(tǒng)，消防系統(tǒng)的集成質(zhì)量。
檢驗(yàn)檢測方面，加強(qiáng)全過程的技術(shù)監(jiān)督，重點(diǎn)包括形式試驗(yàn)，儲(chǔ)能系統(tǒng)的抽檢，關(guān)鍵電器設(shè)備的抽檢。有些項(xiàng)目抽檢的過程中項(xiàng)目已經(jīng)建成了，抽檢工作還沒有結(jié)束，就失去的抽檢的意義。
技術(shù)管理標(biāo)準(zhǔn)體系化。2023年2月，國標(biāo)委和國家能源局聯(lián)合發(fā)布新型儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南，其中公布了以實(shí)施，以建標(biāo)，計(jì)劃建標(biāo)205項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)2023年新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告，2023年共有32項(xiàng)儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布實(shí)施，13項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布征求意見稿，涉及到儲(chǔ)能電站的安全和核心技術(shù)指標(biāo)的主要包含電化學(xué)儲(chǔ)能電站的設(shè)計(jì)規(guī)范，安全規(guī)程，電化學(xué)儲(chǔ)能電站并網(wǎng)評(píng)價(jià)方法等。
2024年，已經(jīng)發(fā)布的即將實(shí)施的國家標(biāo)準(zhǔn)有電化學(xué)儲(chǔ)能電站的調(diào)試規(guī)程，電芯建造導(dǎo)則，PCS技術(shù)規(guī)范，BMS通信技術(shù)規(guī)范，進(jìn)一步完善儲(chǔ)能領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)體系。
加強(qiáng)電站運(yùn)維管理的數(shù)字化，運(yùn)營化，電站靠人是靠不住的，要從被動(dòng)安全向主動(dòng)安全轉(zhuǎn)變。提高電芯的產(chǎn)品質(zhì)量，提高3S系統(tǒng)底層邏輯算法的優(yōu)化，提高儲(chǔ)能系統(tǒng)多回路間的主動(dòng)均衡能力。從電池的閾值保護(hù)入手，引入早期預(yù)警和狀態(tài)運(yùn)維評(píng)估系統(tǒng)，利用先進(jìn)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)無人值守，實(shí)現(xiàn)高效智能運(yùn)維。
我個(gè)人的想法和建議。儲(chǔ)能電站建設(shè)的好與壞在于前期的規(guī)劃與設(shè)計(jì)，我們從源頭入手，與時(shí)俱進(jìn)，整體規(guī)劃，前瞻設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)單位通過實(shí)踐打造儲(chǔ)能電站的典型設(shè)計(jì)方案和模塊化子系統(tǒng)，提高儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)的成熟度與靈活性。
運(yùn)維單位有專門的人負(fù)責(zé)，不同的站多應(yīng)該多交流，多培訓(xùn)，熟悉規(guī)程。把我們的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和故障處理的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行提煉，細(xì)化到運(yùn)行規(guī)程中去。對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)提高敏銳性，抓住細(xì)節(jié)，多通過橫向分析和歷史數(shù)據(jù)比對(duì)的方式及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些隱藏的信息，幾乎所有的事故不可能是事先毫無征兆的。
呼吁所有的同行筑好三道防線，提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的融合度。加快數(shù)字化，智能化電站安全管理，建立監(jiān)管理體系。建立整站一體化的消防安全保障體系。
我的交流完畢，謝謝大家！
