中國儲能網(wǎng)訊：2017年4月24-26日，第七屆中國國際儲能大會在蘇州香格里拉酒店圓滿召開，來自中、美、英、德、澳、日、韓等國超過1400位嘉賓到場參會。大會共邀請140余位行業(yè)專家與企業(yè)代表，圍繞產(chǎn)業(yè)熱點話題，發(fā)表了一系列精彩演講，中國儲能網(wǎng)將向讀者傳遞本次大會最具價值的聲音。
大會期間，國網(wǎng)福建電力科學研究院副院長陳彬在“儲能電站暨微電網(wǎng)專場”，以《電網(wǎng)應(yīng)急供電中的儲能應(yīng)用》為題發(fā)表演講，現(xiàn)將演講主要內(nèi)容發(fā)布，以饗讀者。
國網(wǎng)福建電力科學研究院副院長陳彬
陳彬：今天下午的議程一共有十家單位，其中七家單位是儲能的生產(chǎn)商，一家是設(shè)計商，一家是研究商，只有我是一心一意做應(yīng)用儲能的，我們不生產(chǎn)儲能，我們是儲能的搬運工。
下面我作為儲能的搬運工，如果有說的不當之處，還請各位嘉賓海涵。我記得上一屆我講過，是多類型鋰電池的多樣化應(yīng)用，這次我講的是應(yīng)急供電中的儲能應(yīng)用，因為從2010年開始，福建電網(wǎng)一直在做儲能的搬運工，7年以來我們主要的心得還是電網(wǎng)應(yīng)急供電當中儲能的應(yīng)用。
剛才主持人也講了，我來自國網(wǎng)公司的強臺風電網(wǎng)抗風減災(zāi)科技攻關(guān)團隊，福建省高供電可靠性配電技術(shù)企業(yè)重點實驗室，和強臺風環(huán)境抗風減災(zāi)實驗室。
雖然大家在工作中與儲能方面都有接觸，但所有的人對我們電網(wǎng)來說都是用戶，所以在歷史上，我們電網(wǎng)遭受解列或者遭受極端自然災(zāi)害的情況下，會造成數(shù)百萬用戶的大面積停電災(zāi)難事件，比如美加大停電，造成21座電廠，持續(xù)時間長達29小時，損失負荷達到61800兆瓦，一千萬人停電的事故。在國家電網(wǎng)是不會出現(xiàn)這個問題的，但是可想而知這個影響是非常深遠的。如果大家三天用不到電，會引起社會的恐慌，不單單是一家用戶或者一個小區(qū)去投訴的事情。還有東南亞的印尼雅加達的停電，供電量損失了一半，負荷掉了2700兆瓦，300多萬人停電，影響人口1億人。2015年在福建發(fā)生的蘇迪羅臺風電網(wǎng)停電，在這種極端災(zāi)害停電下，發(fā)生了50萬的線路跳閘，20萬的線路跳閘，影響用戶達到365萬。去年莫拉蒂的臺風，更是給廈門電網(wǎng)帶來了摧毀性的打擊。
相比大面積停電的災(zāi)難性事件，在城市電網(wǎng)中由于電力設(shè)備故障停運從而造成用電停電事件更是經(jīng)常發(fā)生。尤其是生命線工程用戶，重要敏感用戶的快速復(fù)電，對維護社會的安全穩(wěn)定和人民生命財產(chǎn)安全起到了至關(guān)重要的作用。
在座的都是儲能界的專家，在我們的應(yīng)用當中，我們用的主要還是像鉛酸、磷酸鐵鋰這種化學電池，在用、配、輸、發(fā)這幾個環(huán)節(jié)有比較成熟的技術(shù)。
針對上述成熟的鋰電池的應(yīng)用技術(shù)，或者是福建電網(wǎng)用的比較成熟的技術(shù)，我們認為在電網(wǎng)的應(yīng)急供電當中，儲能有一些優(yōu)勢。大家如果接觸的話，目前我們電網(wǎng)應(yīng)急供電，主流的技術(shù)還不是這些，但是我們認為儲能與傳統(tǒng)的應(yīng)急供電技術(shù)相比有如下優(yōu)勢，一是相應(yīng)速度比較快，抽水蓄能從全停到滿載發(fā)電只要5分鐘，從全停到滿載的抽水只要1分鐘，電池儲能充放電時間更快，響應(yīng)時間達到了100毫秒以內(nèi)。還有綠色低噪聲，實測的移動儲能經(jīng)過降噪處理之后能達到40dB以下，傳統(tǒng)的柴油應(yīng)急電源車噪聲在75dB以上。這種儲能車能夠維持小系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定，有功無功的平滑可調(diào)，還能提供一些多樣化的服務(wù)，像抽水蓄能它的功能比較多，能提供調(diào)峰填谷，調(diào)平調(diào)相，系統(tǒng)備用，和黑啟動。移動儲能能提供調(diào)峰填谷，提升系統(tǒng)的供電能力。
我大概總結(jié)了一下儲能在福建電網(wǎng)應(yīng)急的場景：首先是電網(wǎng)黑啟動恢復(fù)技術(shù)，還有應(yīng)急供電保障技術(shù)，應(yīng)急搶修技術(shù)，和搶修應(yīng)急指揮技術(shù)共四大方面。下面就這四類我介紹其中的幾個場景，第一個場景就是抽水蓄能在電網(wǎng)黑啟動和事故備用中的應(yīng)用。我們現(xiàn)在建成的是福建的仙游抽蓄，它也不是第一座，但是在福建是第一座，現(xiàn)在國內(nèi)也陸陸續(xù)續(xù)會上馬非常多的抽蓄。這個抽蓄位于莆田的仙游縣，裝機容量是1200兆瓦，分為4臺單機300兆瓦的可逆式發(fā)電，主要是給核電配套的。福建是作為一個能源大省，現(xiàn)在它核電的比例在十三五期間會達到全國最高，這是一個高占比的核電能源大省。這里第一座的就是寧德核電，會上6乘100萬的，已經(jīng)上了一期了，還有二期。
抽蓄的話我們對它的需求很強，你要適應(yīng)電力市場的需求，還要提高電網(wǎng)及聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，和提高電網(wǎng)自身的抗災(zāi)能力，以及節(jié)約能源。抽蓄的原理大家都知道，有抽水和發(fā)電兩種，它通過間接儲能的方式，通過抽水蓄能的機組進行抽水蓄能和發(fā)電，從而實現(xiàn)電網(wǎng)的調(diào)節(jié)。從能源的損耗，它的能源損耗還是比較大的，抽四發(fā)三，損耗率為25%。但它的功能比較強大，儲能一般是用戶側(cè)還是電網(wǎng)側(cè)還是微電網(wǎng)，抽水蓄能電站可以在50萬級別，為核電做備用，所以它的作用是比較大容量的調(diào)峰填谷，調(diào)峰調(diào)相，事故備用和黑啟動。
主要介紹事故備用和黑啟動兩種應(yīng)用場景，抽蓄在黑啟動，基本任務(wù)就是對內(nèi)恢復(fù)廠用電，對外恢復(fù)電網(wǎng)的安全供電。舉個例子，在2014年2月的時候，電站沒有10千伏廠用電的情況下，利用柴油機先啟動，機組啟動之后啟動所需的廠用電，快速啟動機組10千伏的恢復(fù)用電，在30分鐘內(nèi)完成從柴油機到機組的自用團帶電，和7分鐘內(nèi)從機組啟動帶上的廠用電，之后機組運行穩(wěn)定，50萬的線路恢復(fù)送電。
還有做事故備用，抽蓄隨時可以作為大電網(wǎng)的備用機組，同時還可以做旋轉(zhuǎn)備用，幾分鐘內(nèi)就可以從抽水轉(zhuǎn)為發(fā)電。舉個例子，這個曲線，不一定是抽蓄的，在50萬的樞紐變出現(xiàn)故障之后，發(fā)生接力故障之后，開關(guān)所在的50萬的谷差保護動作，所有的開關(guān)跳閘，這個時候水泵工況迅速切機，甩去原來的310兆瓦的負荷，減輕了電網(wǎng)輸電的負擔，9分鐘之后快速啟動，帶出了150兆瓦的負荷，使得電網(wǎng)從事故處理當中，能將我們電網(wǎng)事故對穩(wěn)定的影響降至最小。
另外講一下電池儲能在10千伏海島供電中的應(yīng)用，這個是我們2014年投運的，中間這個島是叫做湄洲島，在東南亞是非常有名的。但是這個島只有兩條10千伏的海纜供電，經(jīng)常船在拖錨的時候把海纜拖斷，經(jīng)常會發(fā)生斷電的事情。媽祖保護很講究生態(tài)，在上面沒辦法做一些發(fā)電廠，而且這個島上的管委會、政府又嚴格要求，像光伏、風機也不讓上。福建電網(wǎng)儲能的應(yīng)用跟其他地方的特點不太一樣的是，基本沒有跟可再生發(fā)電發(fā)生太多的關(guān)系，基本都是儲存。而且這個海島的線路長達20公里。如果在媽祖圣誕期間發(fā)生這種事情，整個海島的供電就沒法滿足需求，尤其是在旺季的時候。
我們通過兩年，建成了首個接到10千伏的海島配電網(wǎng)的1兆瓦、2兆瓦時的電池儲能電站。這里有并網(wǎng)運行的模式，并網(wǎng)功率調(diào)度提供的應(yīng)急供電能力，還有離網(wǎng)運行，提高供電的可靠性。
真正發(fā)生外部故障機率是很小的，但是在輸配電價改革，電價放開的情況下我們還是講究投入產(chǎn)出的。為什么要做這種1兆瓦兩兆瓦時的儲能電站呢？應(yīng)該是成本還是很高的。在電價壓力很大的情況下，或者在成本投入很高的情況下，甚至在運維方面也要投入一定成本的情況下，國家電網(wǎng)還是很講究為了居民用上放心電，體現(xiàn)了我們的社會責任，體現(xiàn)了我們不惜工本去保障大家供電可靠性這方面的努力。
3月27號到4月3號受湄洲島漁港碼頭施工作業(yè)的影響，海纜1路發(fā)生外破故障，全島負荷轉(zhuǎn)移至2路，在晚上8點左右，這個肯定是超過了它單回供電的容量，這個時候湄洲島的儲能就派上了用場，提供了0.88兆瓦的功率補償，否則將造成全島有序用電管控。
基于此，福建電科院擁有省部級的實驗室和國網(wǎng)公司的實驗室，不僅是做了兆瓦級儲能電站在海島中的應(yīng)用，更是建立了強臺風的真型實驗場，還研究了海港的保護技術(shù)，以及沿海的腐蝕，高溫高濕高熱情況下的腐蝕，對電力設(shè)備，尤其對我們的儲能元件，我們也要觀測我們儲能電站在沿海腐蝕的環(huán)境下，它運行的工況，現(xiàn)在已經(jīng)運行了四年。
這是第三個場景，這是儲能在0.4kv重要用戶應(yīng)急供電中的應(yīng)用。
這是革命老區(qū)，古田會議舊址，這里是2014年的10月份，在上杭古田召開，習總書記在這里召開了全軍政治工作會議。柴油發(fā)電車帶來的危險還是很大的，我們的移動儲能的確能夠滿足當?shù)氐膽?yīng)用，我們那個時候是在古田會館進行保護供電的，那個時候進去的人都要經(jīng)過政審的。
這里主要講的重要用戶零散動的供電服務(wù)，在線式的，這里是一種串聯(lián)的，還有并聯(lián)的。大家講串聯(lián)的話就是能夠保證零散動。在后續(xù)我們也在3月5號、17號也做了一些應(yīng)用。這里舉的運行曲線就是在串聯(lián)模式下，我們原來用的是二號配電進行供電，在二號配電故障的情況下，儲能下面的電網(wǎng)側(cè)，可以看到我們串聯(lián)進去之后，在線儲能發(fā)揮作用，電網(wǎng)側(cè)的電壓變?yōu)?的時候，負荷電壓是閃動的。原來是并聯(lián)的模式，電流會有6ms的波動，因為在會址里面，也不會用太多復(fù)雜的東西，但是如果閃一下，對當時的政治影響是非常大的。用這個我們能讓用戶不會感知到電網(wǎng)側(cè)用電的波動。
2012年我們用的飛輪儲能，大家對飛輪儲能也很熟。
飛輪儲能我們是在2014年的1的月和2015年的10月在古田山莊和海峽奧體為全軍政治工作會議和全國首屆青運會提供應(yīng)急供電服務(wù)。
這是當時測試的曲線，在失電之后，飛輪儲能快速響應(yīng)，為場館提供85千瓦負荷提供應(yīng)急供電，9秒后柴發(fā)步入，接替完之后飛輪退出，這個時候柴發(fā)提供應(yīng)急供電的任務(wù)。這個飛輪大部分是跟柴發(fā)，當然跟鋰電池儲能車也可以配套應(yīng)用。
還有覆冰，我們現(xiàn)在為什么說抗風建災(zāi)，福建什么災(zāi)都有，除了沙塵暴、高寒沒有之外，像覆冰、污穢、雷、風、地質(zhì)災(zāi)害，基本全部都有。我們在閩西北的時候，在去年2月初寒潮來的時候，閩西北的線路都有覆冰。當時的融冰手段是非常單一匱乏的，這里我們就用直流熱力融冰原理來做了一套，125千瓦的融冰裝置。
我們做了好幾套的融冰裝置，最大能熔化20毫米的覆冰，最長能熔化5公里10千伏線路，也適用于35千伏的線路。
這是我們在兩個縣城里面的山上做的，這也體現(xiàn)了我們國家電網(wǎng)的社會責任，城市要搞供電，我們對農(nóng)村用戶也是不拋棄不放棄的，也是我們的人開著車，在那么危險的情況下把車開上去進行融冰，保障了農(nóng)村用戶他們能用上電。
這是我們一個世紀的融冰曲線，輸出裝置從50A逐漸升流至130A，導(dǎo)入接入點電壓從100V上升至480V。
還有在搶先應(yīng)急指揮中的應(yīng)用，我參加工作以來，每年在臺風季我們都是第一時間進駐到抗風搶險救災(zāi)的現(xiàn)場，電網(wǎng)員工應(yīng)該是最早一批進駐的，到了之后發(fā)現(xiàn)通信幾乎是不通暢的，包括去年的夏天，換了移動手機再換電信手機，在某些地方某個運營商好用，某個運營商不好用，很難說在某個地方所有的運營商都好用，所以這個時候要靠電力自己來開展這方面的指揮，因為我們進去的隊伍是上萬人在里面搶險施工。如果這個時候通訊跟不上，而且很多的路都被阻斷掉，這個時候絕對影響我們用戶的快速供電恢復(fù)。這個時候用我們的儲能搶險應(yīng)急指揮車，我們可以為災(zāi)害現(xiàn)場的應(yīng)急會商、高層決策提供安靜的辦公場所。只要風災(zāi)一來，不僅是我們電網(wǎng)，是省政府的主要領(lǐng)導(dǎo)都要到現(xiàn)場去做應(yīng)急搶險指揮的。
這里也結(jié)合我們現(xiàn)在這種單兵回傳，不僅僅是通訊恢復(fù)，我們的搶險隊伍出去之后，通過我們智能的穿戴工裝，不斷的傳回現(xiàn)場勘察的環(huán)境，為決策人員作出指揮的決策。
還有一些地方山爬不上去的時候，我們就會通過我們的車放出無人機，勘察這一片里面災(zāi)害的情況，回傳到我們的指揮車上去。這是無人機，還有虛擬現(xiàn)實相關(guān)的一些應(yīng)用都在這里面體現(xiàn)了。
上次我介紹了我們福建省高功率可靠性的實驗室，這里向大家介紹一下國網(wǎng)公司強臺風抗風減災(zāi)的實驗室，我們是一個光伏首個臺風類的防災(zāi)減災(zāi)實驗室，長期致力于沿海電網(wǎng)抗風減災(zāi)領(lǐng)域的性能監(jiān)測預(yù)警，災(zāi)情防治和應(yīng)急搶修的理論和應(yīng)用研究，為我們沿海電網(wǎng)抵御臺風災(zāi)害，構(gòu)建防御、檢測和應(yīng)急體系，這是我們建設(shè)的一些大型裝備和實驗室，這是我們的公關(guān)團隊，這是我們?yōu)那啊?zāi)中、災(zāi)后應(yīng)急相應(yīng)的流程。
謝謝各位，我的匯報完了。
作者簡介：
陳彬，國網(wǎng)福建電力科學研究院（隸屬國網(wǎng)福建省電力有限公司）副院長。先后擔任中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會專家委員、福建省高供電可靠性配電技術(shù)企業(yè)重點實驗室主任、國網(wǎng)強臺風環(huán)境抗風減災(zāi)科技攻關(guān)團隊帶頭人、國網(wǎng)強臺風環(huán)境抗風減災(zāi)實驗室（培育）主任助理。
（本文根據(jù)現(xiàn)場錄音整理，未經(jīng)本人審核）
