中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：儲(chǔ)能黑啟動(dòng)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(mén)新港儲(chǔ)能電站成功實(shí)施國(guó)內(nèi)首個(gè)百兆瓦時(shí)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能電站黑啟動(dòng)試驗(yàn)；6月18日，國(guó)網(wǎng)遼寧電力組織大連恒流儲(chǔ)能電站、華能大連電廠開(kāi)展新型儲(chǔ)能黑啟動(dòng)城市電網(wǎng)大容量火電機(jī)組試驗(yàn)，在成功帶動(dòng)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(dòng)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(duì)電力系統(tǒng)的災(zāi)難快速恢復(fù)具有重要作用和價(jià)值。儲(chǔ)能黑啟動(dòng)試驗(yàn)的成功，驗(yàn)證了儲(chǔ)能作為黑啟動(dòng)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(dòng)方式，儲(chǔ)能黑啟動(dòng)具有哪些優(yōu)勢(shì)？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(chǔ)能黑啟動(dòng)的市場(chǎng)前景？
■資源分布廣泛
所謂黑啟動(dòng)，是指整個(gè)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(guò)系統(tǒng)中具有自啟動(dòng)能力的發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)，帶動(dòng)無(wú)自啟動(dòng)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(gè)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(gè)黑啟動(dòng)試驗(yàn)項(xiàng)目都采用了南瑞繼保的儲(chǔ)能設(shè)備?！蹦先鹄^保儲(chǔ)能行業(yè)總監(jiān)繆楠林向《中國(guó)能源報(bào)》記者介紹，其中大連恒流儲(chǔ)能電站、華能大連電廠開(kāi)展新型儲(chǔ)能黑啟動(dòng)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?chǔ)能作為大容量機(jī)組啟動(dòng)后，給城市主干電網(wǎng)帶電，再帶動(dòng)網(wǎng)內(nèi)的大容量同步機(jī)組啟動(dòng)，是完整的大容量電網(wǎng)的黑啟動(dòng)過(guò)程，是全球首次新型儲(chǔ)能黑啟動(dòng)城市電網(wǎng)試驗(yàn)?！?
傳統(tǒng)黑啟動(dòng)電源一般采用具備自啟動(dòng)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(dòng)資源分布將趨于不均勻。而儲(chǔ)能是分布最廣、具備黑啟動(dòng)能力的發(fā)電設(shè)備，可以成為一種分布廣泛的黑啟動(dòng)資源。”繆楠林指出，隨著新能源占比越來(lái)越高，區(qū)域化差異越來(lái)越顯著，當(dāng)新能源及儲(chǔ)能成為新型電力系統(tǒng)的主體，對(duì)傳統(tǒng)能源快速啟動(dòng)要求將越來(lái)越高，需要儲(chǔ)能充分發(fā)揮啟動(dòng)傳統(tǒng)電廠的能力。
華北電力大學(xué)教授鄭華向《中國(guó)能源報(bào)》記者表示，盡管黑啟動(dòng)在整個(gè)電力系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景中屬于極低頻次的應(yīng)用場(chǎng)景，但隨著極端天氣等特殊事件頻發(fā)，黑啟動(dòng)對(duì)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(jià)值。
■技術(shù)難度高
新型儲(chǔ)能帶動(dòng)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(dòng)服務(wù)。但實(shí)際上，國(guó)內(nèi)具有黑啟動(dòng)服務(wù)的發(fā)電項(xiàng)目數(shù)量較少。鄭華解釋?zhuān)环矫?，黑啟?dòng)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(gè)電源都能夠做黑啟動(dòng)電源；另一方面，黑啟動(dòng)電源還需要經(jīng)歷嚴(yán)格的多種測(cè)試與試驗(yàn)，最后確定黑啟動(dòng)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(dòng)電源可以恢復(fù)一部分負(fù)荷，逐步帶動(dòng)更多電源恢復(fù)，逐步實(shí)現(xiàn)整個(gè)電力系統(tǒng)恢復(fù)供電。此時(shí)，如果承擔(dān)黑啟動(dòng)的電源自身出現(xiàn)問(wèn)題，很可能造成恢復(fù)過(guò)程延長(zhǎng)，造成新的損失。”
據(jù)《中國(guó)能源報(bào)》記者了解，純電力電子設(shè)備黑啟動(dòng)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(wú)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(xiǎn)。在繆楠林看來(lái)，儲(chǔ)能黑啟動(dòng)難點(diǎn)在于多PCS（變流器）的協(xié)調(diào)控制，以及帶負(fù)荷時(shí)對(duì)儲(chǔ)能的沖擊不脫網(wǎng)，要求相關(guān)企業(yè)對(duì)電網(wǎng)黑啟動(dòng)的過(guò)程和機(jī)理有深度的研究。
傳統(tǒng)黑啟動(dòng)和儲(chǔ)能黑啟動(dòng)各有優(yōu)勢(shì)和不足。比如，水輪發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沒(méi)有復(fù)雜的輔機(jī)系統(tǒng)，廠用負(fù)荷小，啟動(dòng)速度快。然而，受水電資源限制，水電機(jī)組黑啟動(dòng)不具備靈活配置條件，無(wú)法滿足所有區(qū)域的黑啟動(dòng)要求。新型儲(chǔ)能具有選址靈活、響應(yīng)速度快、控制精度高等優(yōu)勢(shì)。
鄭華進(jìn)一步指出，黑啟動(dòng)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(dòng)發(fā)電。新型儲(chǔ)能只有自身具有足夠的能量、功率才能夠給一個(gè)機(jī)組啟動(dòng)提供所需的能量和功率，實(shí)現(xiàn)黑啟動(dòng)?！耙簿褪钦f(shuō)，新型儲(chǔ)能如果提供電網(wǎng)異常時(shí)的黑啟動(dòng)服務(wù)，就需要隨時(shí)能夠提供常規(guī)機(jī)組啟動(dòng)所需的能力，但在長(zhǎng)時(shí)間能量保持方面，新型儲(chǔ)能并不具備優(yōu)勢(shì)?！?
■前景有待觀察
整體來(lái)看，我國(guó)黑啟動(dòng)市場(chǎng)還處于起步階段，多地近年陸續(xù)出臺(tái)有關(guān)黑啟動(dòng)服務(wù)的鼓勵(lì)政策，以激勵(lì)各類(lèi)電源及新型儲(chǔ)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(dòng)輔助服務(wù)市場(chǎng)交易規(guī)則（試行）》明確，按照“誰(shuí)提供、誰(shuí)獲利；誰(shuí)受益、誰(shuí)承擔(dān)”原則，將50%的黑啟動(dòng)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(dòng)電源按照30萬(wàn)元/次進(jìn)行補(bǔ)償；因電網(wǎng)故障提供實(shí)際黑啟動(dòng)服務(wù)，按照1000萬(wàn)元/次進(jìn)行補(bǔ)償。
“黑啟動(dòng)納入電網(wǎng)輔助服務(wù)種類(lèi)，原來(lái)主要由火電、水電、燃?xì)鈾C(jī)組承擔(dān)，現(xiàn)在可由儲(chǔ)能提供黑啟動(dòng)服務(wù)，一定程度上可以增加儲(chǔ)能的收益途徑?！笨婇址Q。
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(chǔ)能具有一定的自放電率，如果長(zhǎng)期、大容量的保留黑啟動(dòng)容量，會(huì)產(chǎn)生較高成本。“因此，黑啟動(dòng)很難形成一個(gè)有效市場(chǎng)，即使在電力市場(chǎng)成熟的國(guó)外電力市場(chǎng)機(jī)制中，黑啟動(dòng)市場(chǎng)與現(xiàn)貨市場(chǎng)、AGC等成熟輔助服務(wù)市場(chǎng)相比，往往采用電網(wǎng)購(gòu)買(mǎi)服務(wù)機(jī)制?！?
“黑啟動(dòng)試驗(yàn)的成功只能說(shuō)明當(dāng)前儲(chǔ)能技術(shù)拓展了應(yīng)用場(chǎng)景，并不意味著能夠產(chǎn)生一個(gè)新的、可盈利的市場(chǎng)，最后還得看綜合成本與效果?！编嵢A進(jìn)一步指出，儲(chǔ)能黑啟動(dòng)試驗(yàn)成功僅僅是個(gè)開(kāi)端，后續(xù)還涉及技術(shù)可靠性、成本經(jīng)濟(jì)性、市場(chǎng)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(chǔ)能技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用不斷擴(kuò)大，黑啟動(dòng)技術(shù)攻關(guān)也加速推進(jìn)。據(jù)悉，由南方電網(wǎng)、中國(guó)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(chǔ)能黑啟動(dòng)技術(shù)導(dǎo)則》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電化學(xué)儲(chǔ)能黑啟動(dòng)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。
