中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：從銀川出發(fā)向東南方向行進(jìn)90公里，廣袤的戈壁灘上，寧東能源化工基地映入眼簾。在這片充滿生機(jī)與活力的工業(yè)熱土上，國(guó)家能源集團(tuán)寧夏電力“‘鋰電+超級(jí)電容’混合式儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)研究與示范工程”科技創(chuàng)新項(xiàng)目坐落于此。該項(xiàng)目由國(guó)家能源集團(tuán)新能源院負(fù)責(zé)技術(shù)研發(fā)與示范建設(shè)，是國(guó)內(nèi)首個(gè)混合構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，在儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域具有開創(chuàng)性意義，宛如一顆璀璨新星，在這片工業(yè)熱土的懷抱中熠熠生輝。
混合儲(chǔ)能 協(xié)同增效
新型儲(chǔ)能是新型電力系統(tǒng)和新型能源體系的重要組成部分，面對(duì)新型電力系統(tǒng)的復(fù)雜需求，新能源院聚焦“混合儲(chǔ)能”前沿領(lǐng)域，通過集成多種性能互補(bǔ)的儲(chǔ)能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)不同時(shí)間尺度上的儲(chǔ)能技術(shù)經(jīng)濟(jì)性耦合，研發(fā)具備協(xié)同優(yōu)化能力的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)。
新能源院研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)包含飛輪儲(chǔ)能、超級(jí)電容等在內(nèi)的功率型儲(chǔ)能和包含鋰離子電池、熔鹽儲(chǔ)能、重力儲(chǔ)能等在內(nèi)的能量型儲(chǔ)能，開展技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析，深入研究其互補(bǔ)特性，建立調(diào)峰、調(diào)頻等多個(gè)場(chǎng)景下的儲(chǔ)能選型及配置方案，最終確定混合儲(chǔ)能方式為10MW/20MWh 磷酸鐵鋰儲(chǔ)能+1MW/5min超級(jí)電容儲(chǔ)+200kW/400kWh鈉離子電池。
混合儲(chǔ)能系統(tǒng)既能充分發(fā)揮各儲(chǔ)能技術(shù)優(yōu)勢(shì)，如鋰電池的高能量密度、超級(jí)電容的高功率密度、鈉離子電池的耐低溫性能，又可運(yùn)用智能控制算法，實(shí)現(xiàn)多儲(chǔ)能單元的動(dòng)態(tài)任務(wù)分配，有效延長(zhǎng)系統(tǒng)循環(huán)壽命、降低度電成本。同時(shí)，借助人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字化手段，構(gòu)建多場(chǎng)站協(xié)同調(diào)控體系，在滿足電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻、平滑出力波動(dòng)等多種場(chǎng)景需求的前提下，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能效率最大化，提升電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性，為新型儲(chǔ)能的規(guī)?；瘧?yīng)用創(chuàng)新貢獻(xiàn)解決方案。
混合構(gòu)網(wǎng) 探索前沿
在新型電力系統(tǒng)中，新能源占比迅速增加，高比例可再生能源、高比例電力電子裝備接入的“雙高”特點(diǎn)突出，系統(tǒng)電壓和頻率穩(wěn)定性降低，影響新能源穩(wěn)定發(fā)電。構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)模仿同步發(fā)電機(jī)工作原理，構(gòu)建并維持輸出電壓和頻率，像發(fā)電機(jī)一樣主動(dòng)支撐電網(wǎng)，能提供虛擬慣性和阻尼，具備穩(wěn)定電網(wǎng)電壓頻率等多種功能，可增強(qiáng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、提高新能源場(chǎng)站并網(wǎng)發(fā)電量。
該項(xiàng)目采用混合構(gòu)網(wǎng)方案，融合鋰電池和超級(jí)電容在初始投資、循環(huán)壽命、充放電功率特性等方面優(yōu)勢(shì)，提升綜合性能。“混合構(gòu)網(wǎng)”屬于業(yè)內(nèi)首次嘗試，站內(nèi)多個(gè)不同結(jié)構(gòu)“電壓源”并列運(yùn)行很難，儲(chǔ)能系統(tǒng)間微小差異易引發(fā)環(huán)流和振蕩，如何讓不同單元均衡匹配成為項(xiàng)目組攻關(guān)的首要難題。
為推動(dòng)集團(tuán)公司構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能高質(zhì)量發(fā)展，新能源院負(fù)責(zé)理論研究、仿真建模與示范工程建設(shè)，寧夏電力負(fù)責(zé)測(cè)試驗(yàn)證，對(duì)混合構(gòu)網(wǎng)儲(chǔ)能開展系統(tǒng)技術(shù)研發(fā)與工程示范。研發(fā)團(tuán)隊(duì)深入研究構(gòu)網(wǎng)型變流器環(huán)流及失穩(wěn)機(jī)理，確定了穩(wěn)定運(yùn)行邊界，提出適合混合構(gòu)網(wǎng)系統(tǒng)的新型控制策略，確?！盎旌蠘?gòu)網(wǎng)”安全穩(wěn)定高效運(yùn)行，提出性能評(píng)估方案，構(gòu)建“單機(jī)-場(chǎng)站-源網(wǎng)”構(gòu)網(wǎng)技術(shù)體系，為集團(tuán)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能項(xiàng)目規(guī)劃配置、協(xié)同運(yùn)行提供有力技術(shù)支撐。
示范工程 測(cè)試驗(yàn)證
項(xiàng)目伊始，新能源院研發(fā)團(tuán)隊(duì)錨定構(gòu)網(wǎng)儲(chǔ)能理論研究這個(gè)核心目標(biāo)，充分發(fā)揮博士團(tuán)隊(duì)技術(shù)引領(lǐng)作用和黨員先鋒模范作用，突破多種構(gòu)網(wǎng)技術(shù)協(xié)同穩(wěn)定難題，為混合構(gòu)網(wǎng)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。
項(xiàng)目建設(shè)與調(diào)試階段，北風(fēng)凜冽，天寒地凍。為保障示范工程建設(shè)進(jìn)度，確保示范工程質(zhì)量，團(tuán)隊(duì)骨干趙璐璐、蘇新凱等人扎根項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，不畏艱難，在荒原曠野的刺骨寒風(fēng)中堅(jiān)守?cái)?shù)月，主動(dòng)克服惡劣天氣帶來的重重困難，以昂揚(yáng)斗志推動(dòng)項(xiàng)目高效推進(jìn)，為示范項(xiàng)目的順利開展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2024年底，在施工、調(diào)試工作圓滿完成后，項(xiàng)目正式迎來關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，開始進(jìn)行整體第三方測(cè)試。此次測(cè)試由專業(yè)權(quán)威第三方機(jī)構(gòu)主導(dǎo)，運(yùn)用先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)與科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑u(píng)估體系，對(duì)項(xiàng)目的整體性能展開全面深入的檢驗(yàn)，成功驗(yàn)證了混合構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能控制策略及環(huán)流抑制的有效性，證明了混合構(gòu)網(wǎng)儲(chǔ)能協(xié)同穩(wěn)定支撐電網(wǎng)的可行性，也為構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能“單機(jī)-場(chǎng)站-源網(wǎng)”的技術(shù)體系建設(shè)積累了實(shí)踐數(shù)據(jù)及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。
成功示范 再攀高峰
2025年3月6日，寧東光伏基地“‘鋰電+超級(jí)電容’混合式儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)研究與示范工程”項(xiàng)目正式投入運(yùn)行，是國(guó)內(nèi)首個(gè)混合構(gòu)網(wǎng)儲(chǔ)能的成功示范，驗(yàn)證了不同儲(chǔ)能本體混合構(gòu)網(wǎng)的可行性，形成了一套低成本、長(zhǎng)壽命、多尺度、強(qiáng)支撐能力的混合構(gòu)網(wǎng)儲(chǔ)能模式，為集團(tuán)公司新能源消納能力提升及“沙戈荒”等新能源大基地的規(guī)劃建設(shè)提供理論及實(shí)證基礎(chǔ)。
新能源院作為集團(tuán)公司儲(chǔ)能領(lǐng)域?qū)I(yè)化科研、檢測(cè)、咨詢和服務(wù)單位，長(zhǎng)期深耕儲(chǔ)能前沿技術(shù)研發(fā)，依托中央企業(yè)新型儲(chǔ)能創(chuàng)新聯(lián)合體等平臺(tái)，通過自主創(chuàng)新突破混合儲(chǔ)能配置與調(diào)控方法、構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能控制算法等核心技術(shù)，為集團(tuán)新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供可復(fù)制、可推廣的方案，推動(dòng)能源產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
展望未來，國(guó)家能源集團(tuán)將持續(xù)深化新型電力系統(tǒng)建設(shè)要求，不斷加大科技創(chuàng)新力度，探索更多新能源應(yīng)用場(chǎng)景，加快新型儲(chǔ)能技術(shù)落地實(shí)施，向建設(shè)世界一流清潔低碳能源科技領(lǐng)軍企業(yè)不斷邁進(jìn)。
