中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：江蘇地處中國美麗富饒的長江三角洲，跨江濱海，平原遼闊，水網(wǎng)密布，湖泊眾多，平原、水域面積分別占69%和17%，低山丘陵面積占14%。全省土地總面積10.26萬平方公里，人口7939萬，海岸線954公里, 長江橫穿東西425公里，京杭大運(yùn)河縱貫?zāi)媳?18公里。
江蘇是中國經(jīng)濟(jì)發(fā)展最快、開放程度最高、發(fā)展活力最強(qiáng)、城鎮(zhèn)化發(fā)展水平最高的地區(qū)之一，也是外商人氣最旺、投資最活躍的省份之一，連續(xù)20多年保持兩位數(shù)增長的江蘇經(jīng)濟(jì)，引進(jìn)外資、外貿(mào)進(jìn)出口額一直居全國前列。江蘇與上海、浙江共同構(gòu)成的長江三角洲城市群已成為6大世界級城市群之一。江蘇人均GDP、地區(qū)發(fā)展與民生指數(shù)均居全國省域第一，已步入"中上等"發(fā)達(dá)國家水平。2016年實(shí)現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值7.6萬億元，同比增長7.8%，經(jīng)濟(jì)總量規(guī)模居全國第二位。
國網(wǎng)江蘇省電力有限公司是國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)規(guī)模最大的省級電網(wǎng)公司之一，現(xiàn)轄13個(gè)市、51個(gè)縣（市）公司及20余個(gè)科研、檢修、施工等單位，服務(wù)全省4000多萬電力客戶。公司現(xiàn)有職工約3.9萬人，農(nóng)電工4萬余人。擁有35千伏及以上變電站2990余座、輸電線路8.7萬公里，電網(wǎng)規(guī)模超過英國、意大利等國家。電壓合格率、電網(wǎng)抵御風(fēng)險(xiǎn)能力達(dá)到國際先進(jìn)水平。當(dāng)前，江蘇電網(wǎng)已進(jìn)入特高壓、大電網(wǎng)、高負(fù)荷時(shí)代。
2017年，江蘇全社會(huì)用電量5808億千瓦時(shí)，增長6.39%；公司完成售電量4931億千瓦時(shí)，增長7.29%。完成固定資產(chǎn)投資467億元；投產(chǎn)110-500千伏線路3294公里、變電容量2952萬千伏安；線損率4.08%，下降0.1個(gè)百分點(diǎn)；實(shí)現(xiàn)營業(yè)收入2987億元。
江蘇強(qiáng)大的經(jīng)濟(jì)發(fā)展優(yōu)勢得益于能源供給的充分保障，而電力系統(tǒng)的可靠與安全運(yùn)行作為助力經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵能源動(dòng)力，發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。
儲(chǔ)能是優(yōu)質(zhì)、可靠的毫秒級控制響應(yīng)資源，可實(shí)現(xiàn)有功無功的雙重支撐,為電網(wǎng)提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用，事故應(yīng)急響應(yīng)等多種服務(wù)，能夠有效滿足電網(wǎng)在可再生能源消納，電網(wǎng)安全靈活運(yùn)行等方面的迫切需求，能夠加快大規(guī)模源網(wǎng)荷友好互動(dòng)系統(tǒng)升級應(yīng)用，推動(dòng)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)"協(xié)調(diào)發(fā)展,助力我國高端電網(wǎng)建設(shè)。
近日，國家電網(wǎng)有限公司辦公廳發(fā)出的通報(bào)中指出，今年7月，在江蘇投運(yùn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)三期工程，能夠在毫秒級、秒級時(shí)間內(nèi)精準(zhǔn)中斷260萬千瓦、376萬千瓦用電負(fù)荷，可以確保任意一條外電入蘇特高壓通道故障下的電網(wǎng)可靠運(yùn)行。
該專報(bào)指出，源網(wǎng)荷儲(chǔ)系統(tǒng)的研究應(yīng)用，對未來能源發(fā)展意義重大。一是提高大電網(wǎng)故障應(yīng)對能力。源網(wǎng)荷儲(chǔ)能夠使大電網(wǎng)故障應(yīng)急處理時(shí)間從分鐘級縮短至毫秒級，為預(yù)防控制大面積停電事件提供了專業(yè)手段。二是支撐分布式電源發(fā)展。通過精準(zhǔn)控制376萬千瓦秒級可中斷負(fù)荷，能有效降低尖峰負(fù)荷，相當(dāng)于減少4臺(tái)百萬千瓦級發(fā)電機(jī)組建設(shè)。三是促進(jìn)新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。源網(wǎng)荷儲(chǔ)廣泛應(yīng)用新一代電力系統(tǒng)自動(dòng)控制、人工智能及無線通信等技術(shù)，能夠有效推動(dòng)儲(chǔ)能、通信等新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
鎮(zhèn)江供電公司發(fā)揮電化學(xué)儲(chǔ)能電站建設(shè)周期短，布點(diǎn)靈活的優(yōu)勢，積極推進(jìn)電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目，最大限度提升電網(wǎng)應(yīng)急響應(yīng)速度。日前，鎮(zhèn)江電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目已建成投運(yùn)8座，總?cè)萘?01MW/202MWh。
據(jù)了解，鎮(zhèn)江用戶側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目已建和在建項(xiàng)目22個(gè)，總?cè)萘?7.50MW/518MWh，總投資近10億元，儲(chǔ)能系統(tǒng)在用電低谷時(shí)當(dāng)作用電負(fù)荷充滿電力，在用電高峰時(shí)當(dāng)作發(fā)電電源釋放電力，有效填補(bǔ)電力缺口，最大限度保障電力生活用電，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益、科技效益和社會(huì)效益。
11月11日下午，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)與中國儲(chǔ)能網(wǎng)聯(lián)合組織的“第五期中國儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)巡回走訪調(diào)研團(tuán)”走進(jìn)鎮(zhèn)江北山儲(chǔ)能電站。該電站相關(guān)人員接待了調(diào)研團(tuán)一行。
走進(jìn)北山儲(chǔ)能電站
鎮(zhèn)江北山儲(chǔ)能電站位于鎮(zhèn)江綜合保稅區(qū)內(nèi)，建設(shè)規(guī)模16MW/32MWh，通過雙回10kV線路接入110kV銀山變10kV母線，2018年5月下旬開工，7月并網(wǎng)投運(yùn)，建設(shè)周期40天。整個(gè)電站長93米，寬41米，占地面積5.6畝。
據(jù)北山站相關(guān)人員介紹，北山儲(chǔ)能站的主要功能是在迎峰度夏時(shí)對電網(wǎng)進(jìn)行調(diào)峰（AGC聯(lián)調(diào)），擔(dān)當(dāng)調(diào)峰任務(wù)時(shí)控制策略為每天兩充兩放（0.5c）北山站電池類型為磷酸鐵鋰電池，布置形式為全預(yù)制艙布置，系統(tǒng)接入為2回10kV線路接入110kV銀山變10kV母線。主接線為單母線分段接線。主要設(shè)備有1MW/2MWh電池艙16座、PCS升壓艙16座、10kV匯流艙2座、智能總控艙1座、SVG2座。
1）磷酸鐵鋰電池組：每座電池艙系統(tǒng)輸出容量為2MWh，儲(chǔ)能電池系統(tǒng)以磷酸鐵鋰電芯（3.2V/40Ah）為基本單元進(jìn)行系統(tǒng)配置，每個(gè)U箱（20V/320Ah）由48個(gè)電芯按8并6串方式成組，將38個(gè)U箱按照串聯(lián)方式集成在一個(gè)具有散熱功能的鐵架中，組成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電池簇（760V/320Ah），再由10個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電池簇并聯(lián)成一個(gè)輸出容量為1MW/2MWh的儲(chǔ)能電池單元。
2）PCS升壓艙：每座PCS升壓艙與儲(chǔ)能電池艙一一對應(yīng)，每座PCS升壓艙含有2臺(tái)500kWPCS變流器和1臺(tái)1250kVA變壓器。PCS變流器實(shí)現(xiàn)DC/AC轉(zhuǎn)換，將直流760V轉(zhuǎn)化為交流315V，然后由升壓變壓器升壓至10kV并分別接入兩段匯流母線。
3）10kV匯流艙：每座10kV匯流艙含2面儲(chǔ)能電池進(jìn)線柜，1面SVG進(jìn)線柜，1面母線設(shè)備柜，1面計(jì)量柜，1面出線柜及就地保護(hù)測控等裝置。
領(lǐng)先設(shè)計(jì)方案
在儲(chǔ)能管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，主要有電池管理系統(tǒng)（BMS）、變流器（PCS）、站端監(jiān)控系統(tǒng)（EMS）等系統(tǒng)構(gòu)成。
BMS對儲(chǔ)能電池電壓、溫度等信號進(jìn)行在線監(jiān)測，并將監(jiān)測數(shù)據(jù)提供給PCS、EMS，實(shí)施閉環(huán)控制。
PCS是儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心設(shè)備，接受EMS控制命令，智慧BMS控制儲(chǔ)能電池充放電功率，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電站與電網(wǎng)間的雙向能量傳遞。
EMS可實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控、功率控制、調(diào)度指令接受等功能。通過采集電池組、儲(chǔ)能單元的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制。
在智能輔助控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，主要由圖像監(jiān)視及安全警衛(wèi)子系統(tǒng)，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防子系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)三部分組成。其中，電池艙和PCS升壓艙采用帶紅外測溫功能的高清攝像頭，以實(shí)時(shí)掌握環(huán)境溫度及設(shè)備溫度狀態(tài)。
智能輔助控制系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)接收各終端裝置上傳的各種模擬量、開關(guān)量及視頻圖像信號，分類存儲(chǔ)并分析、計(jì)算、判斷、統(tǒng)計(jì)各類信息，實(shí)現(xiàn)圖像監(jiān)視及安全警衛(wèi)、火災(zāi)報(bào)警、消防、照明、采暖通風(fēng)、環(huán)境監(jiān)測等系統(tǒng)的智能聯(lián)動(dòng)控制。
在智能總控艙設(shè)計(jì)上，智能總控艙布置站端控制系統(tǒng)（EMS）、智能網(wǎng)荷互動(dòng)終端、同步相量測量裝置（PMU）、防孤島保護(hù)及頻率電壓緊急控制裝置、智能輔助控制系統(tǒng)、故障錄波柜、交直流一體化電源及設(shè)備用屏柜等，共計(jì)24面屏柜。艙內(nèi)屏柜采用“前接線、前顯示”、“旋轉(zhuǎn)門”設(shè)計(jì)方式，提高空間利用率，便于儲(chǔ)能電站運(yùn)維管理。
在預(yù)制艙布置形式設(shè)計(jì)上，采用標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制艙布置形式，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案模塊化、設(shè)備基礎(chǔ)通用化、施工建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化，艙內(nèi)接線及單體設(shè)備調(diào)試最大程度實(shí)現(xiàn)工廠內(nèi)完成，有效減少現(xiàn)場安裝、接線、調(diào)試工作，大大縮減建設(shè)周期。
艙體采用拼接防水工藝，通過“設(shè)置防水翻邊+硅橡膠密封膠條+防水扣板”的模式，確保拼接保護(hù)等級不低于IP54。
配置兩臺(tái)功率為17匹的空調(diào)進(jìn)行自主溫濕度調(diào)節(jié)?？照{(diào)分別列于艙內(nèi)兩側(cè)，在回風(fēng)口設(shè)置溫濕度傳感器，當(dāng)溫度超過預(yù)設(shè)值（20℃），空調(diào)自動(dòng)調(diào)節(jié)送風(fēng)溫度，給艙體降溫。送風(fēng)口直接吹向艙內(nèi)電池與倉壁中的風(fēng)道，保證每個(gè)電池組良好的通風(fēng)性能。
在電池艙消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，電池艙采用七氟丙烷氣體自動(dòng)滅火系統(tǒng)和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。在PCS升壓艙設(shè)計(jì)上，每座PCS升壓艙與儲(chǔ)能電池艙一一對應(yīng)，每座PCS升壓艙含有2臺(tái)500kW PCS變流器和1臺(tái)1250KVA變壓器。PCS變流器實(shí)現(xiàn)DC/AC轉(zhuǎn)換，將直流760V轉(zhuǎn)化為變流315V，然后由升壓變壓器升壓至10kV并分別接入兩段匯流母線。
工程亮點(diǎn)
北山儲(chǔ)能電站采用“分散式布置、集中式控制”方式進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)和建設(shè)，8個(gè)電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站由省調(diào)統(tǒng)一調(diào)控，充分利用電網(wǎng)現(xiàn)有變電站資源進(jìn)行建設(shè)。
儲(chǔ)能電站接入源網(wǎng)荷系統(tǒng)、利用儲(chǔ)能設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)快速轉(zhuǎn)化的能力，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能設(shè)備從“負(fù)荷”向“電源”的毫秒轉(zhuǎn)變，為建立“大規(guī)模源網(wǎng)荷儲(chǔ)友好體系”奠定基礎(chǔ)。
采用磷酸鐵鋰電池作為儲(chǔ)能介質(zhì)，具有安全可靠性強(qiáng)、能量密度高、充放電速率快、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)；采用SVG替代傳統(tǒng)無功補(bǔ)償裝置，通過對電流的實(shí)時(shí)追蹤。實(shí)現(xiàn)對無功和諧波的瞬時(shí)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。
一、二次設(shè)備高度集成，采用標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制艙體布置形式，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案模塊化、設(shè)備基礎(chǔ)通用化、施工建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化，縮短建設(shè)周期，節(jié)約建設(shè)成本。
優(yōu)化電氣主線，將進(jìn)線柜與PCS艙一一對應(yīng)的型式優(yōu)化為“一拖四”、“一拖三”，將多面PCS艙相互連接后接入一臺(tái)進(jìn)線柜，大幅降低設(shè)備成本，有效減少占地面積。
工程效益
據(jù)介紹，鎮(zhèn)江儲(chǔ)能電站自投運(yùn)以來，已產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益、科技效益和社會(huì)效益，主要體現(xiàn)在：
在經(jīng)濟(jì)效益上，提高了鎮(zhèn)江東部地區(qū)供電能力和電網(wǎng)靈活調(diào)節(jié)能力。儲(chǔ)能電站建成后，通過其毫秒級充放電轉(zhuǎn)換能力和低轉(zhuǎn)動(dòng)慣量優(yōu)勢可為電網(wǎng)運(yùn)行提供調(diào)峰、調(diào)頻、備用、黑啟動(dòng)、事故應(yīng)急安全響應(yīng)、電能質(zhì)量改善等多種服務(wù)，具有顯著的示范引領(lǐng)作用，其中鎮(zhèn)江電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目每年可減少燃煤消耗5300噸，相當(dāng)于少建一座裝機(jī)容量200兆瓦的常規(guī)調(diào)峰電廠，可節(jié)省電廠投資及電網(wǎng)配套投資約166億元。
在技術(shù)效益方面，有力促進(jìn)源網(wǎng)荷儲(chǔ)系統(tǒng)升級應(yīng)用。鎮(zhèn)江儲(chǔ)能電站全部接入江蘇源網(wǎng)荷儲(chǔ)友好互動(dòng)系統(tǒng)，促進(jìn)江蘇電網(wǎng)大規(guī)模源網(wǎng)荷儲(chǔ)友好互動(dòng)系統(tǒng)升級應(yīng)用，提高特高壓直流故障初期頻率穩(wěn)定性，推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化建立與規(guī)范體系完善，推進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)研究與成果培育，驅(qū)動(dòng)“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”協(xié)調(diào)發(fā)展，助力江蘇高端電網(wǎng)建設(shè)。
在社會(huì)效益方面，推動(dòng)省內(nèi)能源變革轉(zhuǎn)型發(fā)展。鎮(zhèn)江儲(chǔ)能電站的快速響應(yīng)和靈活性能夠彌補(bǔ)可再生能源的隨機(jī)性和間歇性，可大幅提升江蘇電網(wǎng)對可再生能源的接納能力，提高能源系統(tǒng)整體效率，加快能源生產(chǎn)，消費(fèi)綠色轉(zhuǎn)型，推動(dòng)省內(nèi)主體能源由化石能源向可再生能源更替。
同時(shí)，北山站建設(shè)運(yùn)營后在標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)和規(guī)范上充分積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，主要體現(xiàn)有如：《電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站通用運(yùn)行規(guī)程(試行)》、《電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站檢修規(guī)程(試行)》、《電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站設(shè)備驗(yàn)收規(guī)范(試行)》、《儲(chǔ)能電站標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)規(guī)范》、《儲(chǔ)能電站設(shè)備試驗(yàn)報(bào)告模板》、《儲(chǔ)能電站驗(yàn)收大綱》、《儲(chǔ)能電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》、《江蘇電網(wǎng)儲(chǔ)能電站有功控制技術(shù)規(guī)范》、《儲(chǔ)能電站自動(dòng)化系統(tǒng)接入配置技術(shù)規(guī)范》、《儲(chǔ)能電站火災(zāi)應(yīng)急處置預(yù)案》等。
參加本期調(diào)研的專家有中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用協(xié)會(huì)秘書長劉勇，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用協(xié)會(huì)副秘書長、中國科學(xué)院電工研究所儲(chǔ)能課題組組長、教授、研究員陳永翀、國網(wǎng)能源研究院能源戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所所長王芃、國網(wǎng)能源研究院能源戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所徐沈智、雅礱江流域水電開發(fā)有限公司戰(zhàn)略發(fā)展部主任，教高周永、雅礱江流域水電開發(fā)有限公司戰(zhàn)略發(fā)展部副主任左幸、新能源管理局工程技術(shù)部主任，教授級高級工程師周洪波、江蘇產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院周毅、上海派能能源科技股份有限公司董事長袁巍、深圳涌泉儲(chǔ)能科技有限公司副總經(jīng)理劉浩，蜂巢能源科技有限公司保定分公司王剛、廣州智光儲(chǔ)能科技有限公司技術(shù)吳志鵬、河北電立方新能源科技有限公司孟印山，中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)產(chǎn)業(yè)政策研究中心實(shí)習(xí)研究員劉亞斐、南方能源觀察記者陳儀方、中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)組織聯(lián)絡(luò)部鐘波、中科院電工所儲(chǔ)能技術(shù)研究組趙吉?jiǎng)?、劉昊、何穎源等。
本期調(diào)研獲得上海派能能源科技股份有限公司、蜂巢能源科技有限公司、河北電立方新能源科技有限公司等單位大力支持。
