中國儲能網(wǎng)訊：儲能黑啟動成功的消息近日在業(yè)內(nèi)引發(fā)廣泛關(guān)注。
6月17日，湖北荊門新港儲能電站成功實(shí)施國內(nèi)首個百兆瓦時構(gòu)網(wǎng)型儲能電站黑啟動試驗(yàn)；6月18日，國網(wǎng)遼寧電力組織大連恒流儲能電站、華能大連電廠開展新型儲能黑啟動城市電網(wǎng)大容量火電機(jī)組試驗(yàn)，在成功帶動華能大連電廠火電機(jī)組近9000千瓦的廠用負(fù)荷后，機(jī)組點(diǎn)火并網(wǎng)。
黑啟動是電網(wǎng)遭遇極端情況下的“重啟”手段，是電力行業(yè)最具難度的技術(shù)手段之一，對電力系統(tǒng)的災(zāi)難快速恢復(fù)具有重要作用和價值。儲能黑啟動試驗(yàn)的成功，驗(yàn)證了儲能作為黑啟動電源點(diǎn)的可行性，為電網(wǎng)安全增加一張兜底牌。那么，相比其他黑啟動方式，儲能黑啟動具有哪些優(yōu)勢？在電網(wǎng)建設(shè)愈加智能化、大面積停電事故小概率的當(dāng)下，該如何看待儲能黑啟動的市場前景？
■資源分布廣泛
所謂黑啟動，是指整個電網(wǎng)系統(tǒng)因故障停運(yùn)后，系統(tǒng)全部停電（不排除孤立小電網(wǎng)仍維持運(yùn)行），處于全“黑”狀態(tài)，不依賴別的網(wǎng)絡(luò)幫助，通過系統(tǒng)中具有自啟動能力的發(fā)電機(jī)組啟動，帶動無自啟動能力的發(fā)電機(jī)組，逐漸擴(kuò)大系統(tǒng)恢復(fù)范圍，最終實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的恢復(fù)，被形象地稱為點(diǎn)亮城市的“最后一根火柴”。
“上述兩個黑啟動試驗(yàn)項(xiàng)目都采用了南瑞繼保的儲能設(shè)備?！蹦先鹄^保儲能行業(yè)總監(jiān)繆楠林向《中國能源報》記者介紹，其中大連恒流儲能電站、華能大連電廠開展新型儲能黑啟動城市電網(wǎng)大容量火電機(jī)組試驗(yàn)，具有不同以往的重要意義?！八菍δ茏鳛榇笕萘繖C(jī)組啟動后，給城市主干電網(wǎng)帶電，再帶動網(wǎng)內(nèi)的大容量同步機(jī)組啟動，是完整的大容量電網(wǎng)的黑啟動過程，是全球首次新型儲能黑啟動城市電網(wǎng)試驗(yàn)?！?
傳統(tǒng)黑啟動電源一般采用具備自啟動能力的燃機(jī)、水電機(jī)組?！半S著燃煤電廠向單機(jī)大功率、多機(jī)組發(fā)展，黑啟動資源分布將趨于不均勻。而儲能是分布最廣、具備黑啟動能力的發(fā)電設(shè)備，可以成為一種分布廣泛的黑啟動資源?！笨婇种赋?，隨著新能源占比越來越高，區(qū)域化差異越來越顯著，當(dāng)新能源及儲能成為新型電力系統(tǒng)的主體，對傳統(tǒng)能源快速啟動要求將越來越高，需要儲能充分發(fā)揮啟動傳統(tǒng)電廠的能力。
華北電力大學(xué)教授鄭華向《中國能源報》記者表示，盡管黑啟動在整個電力系統(tǒng)應(yīng)用場景中屬于極低頻次的應(yīng)用場景，但隨著極端天氣等特殊事件頻發(fā)，黑啟動對于快速恢復(fù)電網(wǎng)供給能力、電力保供具有重大意義和價值。
■技術(shù)難度高
新型儲能帶動電力系統(tǒng)恢復(fù)，并非易事。
理論上，發(fā)電項(xiàng)目都可以實(shí)現(xiàn)黑啟動服務(wù)。但實(shí)際上，國內(nèi)具有黑啟動服務(wù)的發(fā)電項(xiàng)目數(shù)量較少。鄭華解釋，一方面，黑啟動電源的選址與電網(wǎng)網(wǎng)架、負(fù)荷分布等因素有關(guān)，不是每個電源都能夠做黑啟動電源；另一方面，黑啟動電源還需要經(jīng)歷嚴(yán)格的多種測試與試驗(yàn)，最后確定黑啟動實(shí)際效果?！耙坏╇娏ο到y(tǒng)發(fā)生大面積緊急事故，將嚴(yán)格按照預(yù)案，進(jìn)行一系列的線路、變壓器、負(fù)荷等一二次設(shè)備的重新操作，保障黑啟動電源可以恢復(fù)一部分負(fù)荷，逐步帶動更多電源恢復(fù)，逐步實(shí)現(xiàn)整個電力系統(tǒng)恢復(fù)供電。此時，如果承擔(dān)黑啟動的電源自身出現(xiàn)問題，很可能造成恢復(fù)過程延長，造成新的損失。”
據(jù)《中國能源報》記者了解，純電力電子設(shè)備黑啟動網(wǎng)內(nèi)大容量火電機(jī)組的試驗(yàn)在全球范圍內(nèi)尚屬首次，無任何經(jīng)驗(yàn)可借鑒，且傳統(tǒng)理論及仿真分析方法也難以預(yù)知試驗(yàn)風(fēng)險。在繆楠林看來，儲能黑啟動難點(diǎn)在于多PCS（變流器）的協(xié)調(diào)控制，以及帶負(fù)荷時對儲能的沖擊不脫網(wǎng)，要求相關(guān)企業(yè)對電網(wǎng)黑啟動的過程和機(jī)理有深度的研究。
傳統(tǒng)黑啟動和儲能黑啟動各有優(yōu)勢和不足。比如，水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，沒有復(fù)雜的輔機(jī)系統(tǒng)，廠用負(fù)荷小，啟動速度快。然而，受水電資源限制，水電機(jī)組黑啟動不具備靈活配置條件，無法滿足所有區(qū)域的黑啟動要求。新型儲能具有選址靈活、響應(yīng)速度快、控制精度高等優(yōu)勢。
鄭華進(jìn)一步指出，黑啟動電源就是不需要外界供電的電源，可依靠自身實(shí)現(xiàn)機(jī)組的啟動發(fā)電。新型儲能只有自身具有足夠的能量、功率才能夠給一個機(jī)組啟動提供所需的能量和功率，實(shí)現(xiàn)黑啟動?！耙簿褪钦f，新型儲能如果提供電網(wǎng)異常時的黑啟動服務(wù)，就需要隨時能夠提供常規(guī)機(jī)組啟動所需的能力，但在長時間能量保持方面，新型儲能并不具備優(yōu)勢?！?
■前景有待觀察
整體來看，我國黑啟動市場還處于起步階段，多地近年陸續(xù)出臺有關(guān)黑啟動服務(wù)的鼓勵政策，以激勵各類電源及新型儲能提供應(yīng)急恢復(fù)輔助服務(wù)。
2022年，云南能源監(jiān)管辦印發(fā)的《云南黑啟動輔助服務(wù)市場交易規(guī)則（試行）》明確，按照“誰提供、誰獲利；誰受益、誰承擔(dān)”原則，將50%的黑啟動輔助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用疏導(dǎo)至用戶側(cè)。2023年7月，山東能源監(jiān)管辦發(fā)布的《山東省電力并網(wǎng)運(yùn)行管理實(shí)施細(xì)則》《山東省電力輔助服務(wù)管理實(shí)施細(xì)則》明確，黑啟動電源按照30萬元/次進(jìn)行補(bǔ)償；因電網(wǎng)故障提供實(shí)際黑啟動服務(wù)，按照1000萬元/次進(jìn)行補(bǔ)償。
“黑啟動納入電網(wǎng)輔助服務(wù)種類，原來主要由火電、水電、燃?xì)鈾C(jī)組承擔(dān)，現(xiàn)在可由儲能提供黑啟動服務(wù)，一定程度上可以增加儲能的收益途徑。”繆楠林稱。
鄭華則認(rèn)為，發(fā)生大面積電網(wǎng)解列事故的頻率和次數(shù)極低，現(xiàn)有新型儲能具有一定的自放電率，如果長期、大容量的保留黑啟動容量，會產(chǎn)生較高成本?！耙虼?，黑啟動很難形成一個有效市場，即使在電力市場成熟的國外電力市場機(jī)制中，黑啟動市場與現(xiàn)貨市場、AGC等成熟輔助服務(wù)市場相比，往往采用電網(wǎng)購買服務(wù)機(jī)制。”
“黑啟動試驗(yàn)的成功只能說明當(dāng)前儲能技術(shù)拓展了應(yīng)用場景，并不意味著能夠產(chǎn)生一個新的、可盈利的市場，最后還得看綜合成本與效果。”鄭華進(jìn)一步指出，儲能黑啟動試驗(yàn)成功僅僅是個開端，后續(xù)還涉及技術(shù)可靠性、成本經(jīng)濟(jì)性、市場機(jī)制、預(yù)案流程等多環(huán)節(jié)或步驟的驗(yàn)證，距離真正應(yīng)用還有很多功課要做。
隨著儲能技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用不斷擴(kuò)大，黑啟動技術(shù)攻關(guān)也加速推進(jìn)。據(jù)悉，由南方電網(wǎng)、中國電力科學(xué)研究院等主要單位起草的《GB/T 43462-2023 電化學(xué)儲能黑啟動技術(shù)導(dǎo)則》國家標(biāo)準(zhǔn)，對電化學(xué)儲能黑啟動的總體要求和技術(shù)條件進(jìn)行了規(guī)范，于今年7月1日正式實(shí)施。
