中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2019年初，廣東云浮電廠儲(chǔ)能調(diào)頻系統(tǒng)正式投運(yùn)，成為廣東省首個(gè)投運(yùn)的火電機(jī)組與儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻項(xiàng)目。在此之外，廣東省還有十余個(gè)儲(chǔ)能調(diào)頻項(xiàng)目在建或待建。
廣東調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)目前處在帶結(jié)算試運(yùn)行階段，其可觀的收益吸引了眾多玩家參與其中。廣東還在《廣東調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)交易規(guī)則（試行）》中提到，按國(guó)家核定輸配電價(jià)參與廣東電力市場(chǎng)化交易的電力用戶也應(yīng)是調(diào)頻市場(chǎng)費(fèi)用的繳納者。這一條是否會(huì)在今年現(xiàn)貨市場(chǎng)啟動(dòng)試運(yùn)行后落實(shí)，則令人拭目以待。
廣東省電力設(shè)計(jì)研究院儲(chǔ)能技術(shù)中心主任：楚攀博士
eo就廣東調(diào)頻市場(chǎng)發(fā)展、儲(chǔ)能調(diào)頻項(xiàng)目所面臨的挑戰(zhàn)等議題專訪廣東省電力設(shè)計(jì)研究院儲(chǔ)能技術(shù)中心主任楚攀博士。在他看來(lái)，儲(chǔ)能調(diào)頻項(xiàng)目擁有良好的發(fā)展前景與巨大的發(fā)展空間，但是從短期來(lái)看，這一領(lǐng)域仍然存在運(yùn)維水平低，安全標(biāo)準(zhǔn)缺乏等多方面的隱憂。
廣東調(diào)頻需求將保持增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)
eo：您認(rèn)為廣東調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)的發(fā)展前景如何？
楚攀：從宏觀上講，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整在持續(xù)，新能源發(fā)電的裝機(jī)容量和發(fā)電量都在不斷增加，新能源發(fā)電的波動(dòng)性和隨機(jī)性會(huì)加劇電網(wǎng)的不平衡，進(jìn)而導(dǎo)致調(diào)峰調(diào)頻需求增加。根據(jù)廣東省海上風(fēng)電發(fā)展規(guī)劃，到2030年廣東將建成3000萬(wàn)千瓦的海上風(fēng)電，這么大容量的風(fēng)電并入省內(nèi)電網(wǎng)，對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性都會(huì)帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)，形成非常大的沖擊。從微觀上講，在現(xiàn)有市場(chǎng)規(guī)則下，會(huì)出現(xiàn)越來(lái)越多的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)者，市場(chǎng)中的后來(lái)者會(huì)出現(xiàn)收益下降的情況。但隨著省內(nèi)調(diào)頻需求的不斷增長(zhǎng)，為了維持電網(wǎng)的安全可靠穩(wěn)定運(yùn)行，原有的調(diào)頻收益分配方法也將隨之改變，市場(chǎng)的供需規(guī)則都將發(fā)生調(diào)整，以保證電力市場(chǎng)的參與主體繼續(xù)有積極性去配合電網(wǎng)的調(diào)頻服務(wù)。
因此，從長(zhǎng)期的、發(fā)展的眼光去看，廣東省的調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)還有很大的發(fā)展空間。
eo：現(xiàn)在一些燃?xì)怆姀S也開(kāi)始考慮儲(chǔ)能聯(lián)合調(diào)頻項(xiàng)目，怎么看待這種現(xiàn)象？
楚攀：目前廣東省內(nèi)的一些燃煤發(fā)電機(jī)組加裝儲(chǔ)能以后，其調(diào)頻性能已經(jīng)超過(guò)了燃?xì)鈾C(jī)組，在調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)中可以取得更大的收益。燃?xì)鈾C(jī)組在這方面的收益也就減少了，因?yàn)槿細(xì)鈾C(jī)組的運(yùn)營(yíng)方也希望能在這一塊獲得較多的收益，所以有動(dòng)力參與其中。
不過(guò)單純從技術(shù)層面上講，燃機(jī)機(jī)組沒(méi)有必要這么做，因?yàn)樗鼈儽旧砭陀泻芎玫恼{(diào)峰調(diào)頻能力。目前燃機(jī)機(jī)組積極部署儲(chǔ)能項(xiàng)目，一方面是因?yàn)橛惺袌?chǎng)利益的驅(qū)動(dòng)，另外一方面有跟風(fēng)的趨勢(shì)。
eo：目前廣東省建設(shè)調(diào)頻儲(chǔ)能項(xiàng)目的流程是怎樣的？
楚攀：有明確的建設(shè)意向后，首先要找具備甲級(jí)資質(zhì)的設(shè)計(jì)院做可行性研究報(bào)告、安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告和接入系統(tǒng)專題報(bào)告。目前一般都是優(yōu)先改造調(diào)頻性能本身就比較好的機(jī)組，保證安裝儲(chǔ)能系統(tǒng)后，機(jī)組的調(diào)頻性能在市場(chǎng)中處于領(lǐng)先地位，獲得較多收益。拿到設(shè)計(jì)院出具的正式報(bào)告后，需要向南方能監(jiān)局、調(diào)度等主管部門(mén)申請(qǐng)備案，然后進(jìn)入招標(biāo)程序。電廠一般會(huì)和儲(chǔ)能企業(yè)簽?zāi)茉垂芾砗贤?，由第三方出資建設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，電廠自己并不出資，只提供項(xiàng)目建設(shè)用地，并配合做改造工作。但現(xiàn)在也有少數(shù)的電廠與第三方組成合資公司，共同投資建設(shè)調(diào)頻項(xiàng)目。
儲(chǔ)能系統(tǒng)建設(shè)完成之后，需要進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估報(bào)告的評(píng)審，評(píng)審報(bào)告通過(guò)以后，就可以提交并網(wǎng)資料，進(jìn)入審核階段。通過(guò)審核之后，電科院就要針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)調(diào)，做性能測(cè)試與涉網(wǎng)試驗(yàn)。滿足試運(yùn)行條件后，開(kāi)始上線進(jìn)行30天的試運(yùn)行，試運(yùn)行期間已經(jīng)開(kāi)始享受調(diào)頻輔助市場(chǎng)的收益。通過(guò)試運(yùn)行后就正式參與到廣東調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)中來(lái)。
調(diào)頻電站普遍缺乏適當(dāng)運(yùn)維
eo：目前儲(chǔ)能電站的運(yùn)維現(xiàn)狀是怎樣的？
楚攀：要想把一個(gè)儲(chǔ)能調(diào)頻電站運(yùn)行得好，后期的運(yùn)維非常關(guān)鍵，要保證儲(chǔ)能電站可以更長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)安全運(yùn)行，不要?jiǎng)硬粍?dòng)就停機(jī)，因?yàn)橥C(jī)就意味著收益的減少甚至大幅減少。甚至可以說(shuō)項(xiàng)目建成后的運(yùn)維水平?jīng)Q定了儲(chǔ)能調(diào)頻電站的盈利水平。如果能出現(xiàn)非常專業(yè)的公司做運(yùn)維服務(wù)，應(yīng)該會(huì)很有市場(chǎng)。
目前對(duì)于儲(chǔ)能電站的運(yùn)維還處在比較基本的水平上，只有簡(jiǎn)單的維護(hù)、巡檢等。在運(yùn)維思路上，也往往還停留在傳統(tǒng)的用戶側(cè)儲(chǔ)能電站的習(xí)慣上，這不能滿足調(diào)頻電站對(duì)運(yùn)維的高要求。
運(yùn)維不僅僅是基本的安全巡檢，更要積累運(yùn)行數(shù)據(jù)，并能夠根據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)判斷是否需要對(duì)電池的pack的容量重新標(biāo)定、調(diào)整原有的控制策略、甚至硬件層面的改動(dòng)等等，要有比較強(qiáng)的數(shù)據(jù)分析能力。這也要求運(yùn)維人員有較高的知識(shí)水平和豐富的經(jīng)驗(yàn)，具備較強(qiáng)的綜合能力。
當(dāng)下的儲(chǔ)能調(diào)頻項(xiàng)目一般都做不到這樣的人員配置，但這樣的人員是非常關(guān)鍵。在山西，很多儲(chǔ)能調(diào)頻項(xiàng)目實(shí)際上無(wú)法持續(xù)良好運(yùn)行，很多項(xiàng)目，剛開(kāi)始運(yùn)行情況很好，收益也可觀，但一段時(shí)間以后總會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題導(dǎo)致停機(jī)。
eo：具體來(lái)講，運(yùn)維上有哪些需要改進(jìn)的地方？
楚攀：儲(chǔ)能電站的運(yùn)維中，SOC（state of capacity）測(cè)定十分重要。電池的SOC是基于一些模型，通過(guò)一定方法估算得到的，精準(zhǔn)地測(cè)定SOC是很困難甚至不可能的。隨著電池使用時(shí)間的增加，充放次數(shù)的增加，SOC的計(jì)算誤差會(huì)不斷積累。這意味著我們不能準(zhǔn)確了解電池在某一時(shí)刻的情況。如果不知道真實(shí)的SOC水平，就有可能出現(xiàn)無(wú)法完成調(diào)度調(diào)頻指令的情況。很可能出現(xiàn)，明明測(cè)量?jī)x器上顯示此時(shí)的SOC比較低，可以充電，但實(shí)際上已經(jīng)充不進(jìn)去了，明明SOC值比較高，可以放電，但實(shí)際上放不出來(lái)，這是一種SOC測(cè)量失控的表現(xiàn)。
解決這個(gè)問(wèn)題的方法是重新標(biāo)定。就是每隔一段時(shí)間，對(duì)電池進(jìn)行一次完整的充放電，這樣就能知道電池的哪個(gè)狀態(tài)是SOC對(duì)應(yīng)的0，哪個(gè)狀態(tài)是SOC對(duì)應(yīng)的100%。這樣能夠保證SOC的計(jì)算是相對(duì)準(zhǔn)確的。但目前的儲(chǔ)能電站一般都做不到，也不愿意付出額外的成本做這樣難度比較高運(yùn)維工作。
控制策略也需要優(yōu)化。比如說(shuō)，在儲(chǔ)能系統(tǒng)等待閑置的時(shí)候，它應(yīng)該保持什么水平的起始容量？一般大家都是設(shè)定SOC為50%。這其實(shí)是拍腦袋決定的，是想讓儲(chǔ)能系統(tǒng)既能充電，又能放電，但是實(shí)際運(yùn)行的時(shí)候真的是需要50%的起始狀態(tài)嗎？這必須要有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)支撐，根據(jù)調(diào)峰調(diào)頻的需求量等數(shù)據(jù)綜合判斷。這樣才能保證儲(chǔ)能系統(tǒng)有較高的利用率，而不至于該充電時(shí)充不進(jìn)去，該放電時(shí)放不出來(lái)。
儲(chǔ)能安全標(biāo)準(zhǔn)有待建立
eo：起火是儲(chǔ)能電站的一大安全風(fēng)險(xiǎn)，儲(chǔ)能電站在消防安全方面還需要做好哪些工作？
楚攀：這也是廣東院設(shè)計(jì)時(shí)每次都會(huì)提到的問(wèn)題，就是如何保證火勢(shì)不蔓延。
每個(gè)集裝箱都要做防火設(shè)計(jì)、隔熱設(shè)計(jì)，目前儲(chǔ)能電站滅火主要采用七氟丙烷，并使用隔熱絕緣材料，不能讓火勢(shì)蔓延。七氟丙烷主要作用用來(lái)降低燃燒區(qū)的溫度和消耗氧氣，進(jìn)而阻斷燃燒。這對(duì)于磷酸鐵鋰電池有一定效果，但對(duì)于三元電池效果不佳。因?yàn)槿姵爻^(guò)一定溫度后會(huì)自己釋放氧氣和可燃物，所以一旦起火很難滅火。
從設(shè)計(jì)層面來(lái)說(shuō)主要是不能讓火災(zāi)造成的損失擴(kuò)大。比如現(xiàn)場(chǎng)需要有足夠的消防用水，作用并不單是滅火，還要給旁邊的電池集裝箱降溫，不能讓旁邊的電池也超過(guò)安全溫度。還有的做法是建隔熱墻，保證一個(gè)集裝箱起火，不會(huì)影響到其他集裝箱。
目前儲(chǔ)能在安全方面缺乏專業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)，比如集裝箱與集裝箱之間應(yīng)該距離多遠(yuǎn)，才能避免起火后影響擴(kuò)大。需要有專門(mén)針對(duì)儲(chǔ)能集裝箱的消防標(biāo)準(zhǔn)，而不是簡(jiǎn)單套用其他行業(yè)的簡(jiǎn)單標(biāo)準(zhǔn)。
eo：儲(chǔ)能調(diào)頻電站的技術(shù)路線上可以有哪些新的嘗試？
楚攀：廣東院目前正在探索在調(diào)頻項(xiàng)目中將飛輪儲(chǔ)能與儲(chǔ)能電池相結(jié)合。
飛輪儲(chǔ)能屬于物理儲(chǔ)能范疇，本體由高速飛輪和同軸的雙向電機(jī)構(gòu)成，充電狀態(tài)下，電機(jī)驅(qū)動(dòng)飛輪高速旋轉(zhuǎn)，電能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能儲(chǔ)存，放電模式下則將動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能通過(guò)電機(jī)輸出。飛輪儲(chǔ)能適用于短時(shí)大功率充放電。和鋰電池相比，安全性強(qiáng)且壽命長(zhǎng)，在20年的設(shè)計(jì)壽命期內(nèi)，不限充放電次數(shù)。
飛輪儲(chǔ)能和電池儲(chǔ)能結(jié)合，有助于進(jìn)一步提高儲(chǔ)能系統(tǒng)調(diào)頻性能。讓飛輪儲(chǔ)能去響應(yīng)大功率、短時(shí)間充放電的調(diào)節(jié)信號(hào)，承擔(dān)尖峰出力部分，讓儲(chǔ)能電池去響應(yīng)基礎(chǔ)出力部分，減少充放電倍率，提高安全性，進(jìn)而延長(zhǎng)了使用壽命。
電池儲(chǔ)能與飛輪儲(chǔ)能相結(jié)合，成本會(huì)提高，但是系統(tǒng)壽命也會(huì)增加。我們也考慮在未來(lái)的項(xiàng)目設(shè)計(jì)中使用這種方案。
eo：未來(lái)要實(shí)現(xiàn)獨(dú)立儲(chǔ)能電站還需要哪些條件？
楚攀：獨(dú)立的儲(chǔ)能調(diào)頻/調(diào)峰電站可以直接接受電網(wǎng)調(diào)度，但對(duì)于電網(wǎng)來(lái)說(shuō)，還缺少相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，需要累積足夠經(jīng)驗(yàn)才能夠?qū)?chǔ)能電站予以科學(xué)靈活的調(diào)度。目前電網(wǎng)公司已經(jīng)開(kāi)始做這方面的嘗試，比如在廣東省比較火熱的聯(lián)合調(diào)頻的項(xiàng)目中，在儲(chǔ)能控制系統(tǒng)層面、或者能量管理系統(tǒng)層面做一些通訊接口，讓儲(chǔ)能電站能夠直接接受并響應(yīng)電網(wǎng)的調(diào)度信號(hào)。這樣可以逐步積累一些經(jīng)驗(yàn)，未來(lái)用在獨(dú)立的儲(chǔ)能調(diào)頻/調(diào)峰電站上。
