中國儲能網訊:8月24日—26日,2024碳中和能源高峰論壇暨第四屆中國國際新型儲能技術及工程應用大會與新型儲能技術青年科學家論壇在深圳正式舉辦。在8月24日下午進行的新型儲能系統(tǒng)集成解決方案專場上,國網河南省電力公司高級專家、教授級高級工程師趙光金博士做了題為《支撐新型儲能發(fā)展運行做法及思考》的主題報告演講。
國網河南省電力公司高級專家、教授級高級工程師趙光金博士
以下內容根據(jù)大會發(fā)言整理,僅供參考。
今天我從調用端談一點感受。因為我們作為新型儲能的技術監(jiān)督,從這個角度以河南的例子談一點目前新型儲能發(fā)展的情況。
大家知道,新型電力系統(tǒng)和“雙碳”目標提出后,新能源實現(xiàn)了快速的發(fā)展,導致現(xiàn)在午高峰時新能源的消納非常困難,晚高峰因為保供壓力非常大。從這兩個角度講,儲能理論上應該發(fā)揮非常好的作用,但目前情況不是很好。
這里面有一個統(tǒng)計數(shù)據(jù),2023年底河南省煤電裝機首次低于新能源裝機量,大概降到50%以下。截止到今年7月中旬,全省風電、光伏裝機達到6316萬千瓦,其中風電2245萬千瓦、光伏4071萬千瓦,其中分布式光伏裝機3441萬千瓦。目前風電光伏總裝機占多全省裝機容量的54.5%,已經超過一半了。去年河南1389.7萬千瓦新增分布式光伏增速是全國第一,裝機是全國第二。
接下來圍繞著更好的促進新能源消納、發(fā)展出臺了一系列政策。其中第一個政策是關于加快新型儲能發(fā)展的指導意見,這里面有幾個補償政策,一是調峰補償上限大概0.3元/千瓦時,交易時出清價格比這個低。租賃按照磷酸鐵鋰為例,每千瓦時不超過200元,但實際上現(xiàn)在租賃很困難。三是針對1000千瓦以上的非獨立儲能和用戶側儲能三年有一個一次性的補貼。
第二個政策是關于與電力輔助服務的市場規(guī)則通知。這里面說儲能的功率不低于2兆瓦,連續(xù)儲能時長2小時及以上,具備AGC功能,參與的調峰價格是3毛錢一個千瓦時。
促進分布式光伏,分布式光伏目前在河南因為有了整縣光伏政策,像新鄉(xiāng)、信陽、南陽一些地方分布式光伏上得非???,導致反向過載問題非常嚴重,所以發(fā)改委也出臺了一個政策,促進分布式光伏健康可持續(xù)發(fā)展。通過配置儲能來提升承載力,按照黃區(qū)配15%,2小時;紅區(qū)配20%,2小時。同時支持分散式建設的儲能通過“虛擬電廠”形式參與各類市場交易。
今年6月1日有一個電價時序調整,1月、2月、12月,高峰(含尖峰)時段16:00至24:00,其中尖峰時段為1月和12月的17:00至19:00;低谷時段0:00至7:00,其他時段為平段。3-5月和9-10月份高峰時段是16:00-24:00,低谷時段是0:00-6:00和11:00-14:00,其他時間段為平段?,F(xiàn)在每天上午11:00到下午14:00之間是低谷時段。
原來有一批獨立儲能建成后,午間要求它來充電,跟原來設想的商業(yè)運行模式不一樣,導致獨立儲能電站造成盈利困難的問題,發(fā)改委及時調整了分時電價。6-8月份高峰(含尖峰)時段是16:00至24:00,其中尖峰時段為7月和8月的20:00至23:00,低谷時段0:00至7:00,其他時段為平段。全年高峰平段和低谷的浮動比例統(tǒng)一調整為1.72。尖峰浮動比例為高峰浮動比例的1.2倍。盡最大可能兼顧電力保供、光伏風電出力特性、用戶調整生產時序能力。
河南從前年開始,總共備案了兩批獨立儲能,總共36個項目,大概360萬千瓦時。目前已投運獨立儲能電站2座、處于調試階段獨立儲能電站共4座,裝機規(guī)模35萬千瓦/70萬千瓦時,已簽訂并網調度協(xié)議,待并網獨立儲能電站共1座,裝機規(guī)模10萬千瓦/20萬千瓦時。新能源配儲目前65座,目前配網80MW/122MWh。度夏期間,全省已并網72座新型儲能電站,合計容量是111.3萬千瓦/216.2萬千瓦時,新型儲能裝機規(guī)模比去年提高了9.1倍,最大放電功率提高了19.4倍。
作為技術監(jiān)督單位,均衡、管理、安全、消防等等,從調用使用角度講,安全隱患始終無法消除。這么大的電站,一旦真的出了問題,后果是非常嚴重的,所以我們有幾個做法。一是我們成立一個工作小組,由電科院和調度每個月定期對儲能電站進行集中的充放電測試,對情況形成月報,報送能源監(jiān)管部門,對數(shù)據(jù)異常、出力不達標的場站進行現(xiàn)場核查,督促整改。我們成立了專業(yè)技術監(jiān)督體系,包括電科院、經研院、設備部、科技部、調控中心、地市公司、省綜合能源、省管產業(yè)單位等技術人員組成,對儲能電站開展技術監(jiān)督,進行安全隱患排查。
測試,按照國家能源局華中監(jiān)管局的文件,《關于華中區(qū)域電力輔助服務管理實施細則》第一章第4條和第二章21條,對儲能電站進行測試。這里面要求,按照功率可用率,充電功率達到90%以上,且放電功率達到80%的,功率合格。能量是充電能量達到90%以上,放電能量要達到80%以上。
目前場站反饋情況,每月均有部分場站存在設備告警或設備各故障,無法滿功率充放電。
5月28日做了一次測試,當天總功率689.06兆瓦,充電能量大概1256MWh,按照80%做測試,仍然有很多電站達不到要求。目前新能源配儲利用率的提升還有很大空間。但如果讓他頻繁調用,安全風險也比較大。我們要去這些場站進行現(xiàn)場核查,有沒有安全隱患等等,每個月都會去現(xiàn)場做安全隱患的排查和運行情況的核查。
專項安全隱患排查,今年國網公司已經做了兩次,4月份做了一次,6月底又下發(fā)通知,對國網經營區(qū),按照屬地劃分,對所有獨立儲能電站、電網側儲能電站和新能源配電儲能做安全隱患排查。左邊展示的是國網給了14條排查標準,有分重大、一般等等,從兩個維度:管理層面、技術層面。舉例,有沒有取得消防備案手續(xù),有沒有配置消防給水系統(tǒng),有沒有加裝可燃氣體預警裝置,是否具備溫升速率監(jiān)控功能等等。安全排查表,按照國家相關法律法規(guī),比如設計、可研等等一系列的,最終形成報告督促業(yè)主進行整改閉環(huán)。
從數(shù)字化角度講,我們現(xiàn)在正在建全省新型儲能的數(shù)據(jù)監(jiān)管平臺,所有獨立儲能電站和新能源配電儲能實施數(shù)據(jù)都要接入到這個平臺,目前已經完成首個儲能電站數(shù)據(jù)接入。
對于電力生產來說,數(shù)據(jù)不可能隨便通過WiFi、無線、5G、4G接出,我們所有數(shù)據(jù)在內網,接入展示時,需要做隔離,符合國家能源局36號文里對信息安全的要求,所以現(xiàn)在我們接入過程中還是難度比較大的,不是取出來就可以,需要滿足信息安全的要求。
儲能電站到底能用多久?因為我們也參與了一個國家重點研發(fā)計劃,儲能電池加速老化分析和壽命預測?,F(xiàn)在單體電芯循環(huán)次數(shù)都很高了,幾千次、上萬次,但儲能電站壽命還是大打折扣的,尤其是對于電網運行生產過程中,很多人講過充過放,在整個儲能電站電力生產過程中,除非BMS和EMS失效,這種情況是很少見的,主要是頻繁調用,有時候應急情況下突然充電轉放電或者一天來回好幾個充放電,對電池的損傷比較大。我們也做了一些研究,比如做了沒有任何散熱冷卻的儲能電站,完全跟室溫環(huán)境下保持一致,看儲能系統(tǒng)在這種環(huán)境下老化的趨勢是什么樣子的,希望能夠對于儲能電站的安全運行和壽命評價做一些研究。
這是我們大概三年左右的數(shù)據(jù),前期可能變化沒多大,但后期會發(fā)生一些比較明顯的變化,或者從某個時間段開始衰減會變得很快。
目前對于存量電站來說,它已經面臨一個問題,要么就做安全改造繼續(xù)運行,要么趕緊退出運行。否則不怎么能正常運行或者不怎么運行的已經建成很多年的儲能電站,有很大的風險。我們去年制定了國標,今年7月1日已經正式實施了,在運的存量電站,要么趕緊退出運行,要么滿足繼續(xù)改造要求的進行升級改造,國家能源局關于新型電力系統(tǒng)行動方案里也提到了,對于典型的新能源配的儲能要做改造,提升它的利用效率。
目前從電網和電力生產運營角度講,新型電力系統(tǒng)和“雙碳”目標,新能源發(fā)展到目前,儲能肯定是需要的,但目前從電化學儲能角度講,對于電網來說,一是規(guī)模太小,二是大家對于它的安全性十分擔憂。今天上午很多專家說電網和電力公司目前還沒有大規(guī)模的建,就是基于安全風險的擔憂,二是規(guī)模太小。
目前對電網晚間電力保供和午間新能源消納,電化學儲能和規(guī)模和可靠安全還達不到目前電網的需求。午間新能源消納這么困難時,對于新型儲能、電化學儲能裝機規(guī)模要求很大才能發(fā)揮一定作用。保供對于新型儲能有更迫切的需求。獨立儲能盈利很困難,目前只能靠峰谷差套利,很難租出去。原則上新建的新能源場站,盡量希望大家去租而不是去配。
目前儲能的安全擔憂仍然是最大的不確定性,需要加強管控和引導。我們還是認為前端設備質量的把關,比如到貨抽檢,并網測試,沒有形成閉環(huán)。如果能杜絕帶病入網,安全的風險會降下去很大一截。
關注長時儲能和超高能密度電化學儲能技術的發(fā)展應用。如果有6個小時、更長時間或者跨季,將來儲能或者電力系統(tǒng)發(fā)展跟化工行業(yè)耦合起來,用綠色燃料儲能技術,或者將來非化石能源達到80%以上時,這是非常迫切的課題。
目前電化學儲能的能量密度仍然有很高的期許,安全是一方面,第二個是能量密度,我們還是有很大的期許,才能真正解決新能源快速發(fā)展和新型電力系統(tǒng)快速發(fā)展以及“雙碳”目標快速推進、能源變革過程中對于儲能剛性的需求。
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