中國儲能網(wǎng)訊：3月23日，由中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會主辦并聯(lián)合500余家機構(gòu)共同支持的第十五屆儲能大會暨展覽會（簡稱“CIES2025”）在杭州國際博覽中心召開。
CIES大會以以“綠色、數(shù)智、融合、創(chuàng)新”為主題，針對儲能產(chǎn)業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)等重點、熱點、難點問題展開充分探討，分享可持續(xù)發(fā)展政策機制、資本市場、國際市場、成本疏導(dǎo)、智能化系統(tǒng)集成技術(shù)、供應(yīng)鏈體系、商業(yè)模式、技術(shù)標準、示范項目應(yīng)用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和規(guī)?；こ虘?yīng)用。
在3月25日上午進行的構(gòu)網(wǎng)型儲能系統(tǒng)及項目建設(shè)專場中，新疆新能源研究院有限責(zé)任公司電氣副主任工程師/儲能研究組組長張俊喜做了題為《構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)研究》的主題報告演講。
張俊喜：大家好！我是來自新疆新能源研究院的張俊喜，很高興有機會跟大家在一起分享儲能知識。我今天匯報的題目是“構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)研究”。新疆新能研是專門從事新能源行業(yè)咨詢、設(shè)計、總承包業(yè)務(wù)的一家新能源企業(yè)。今天結(jié)合新疆概況以及我們做的一些項目跟大家分享一下構(gòu)網(wǎng)型儲能的知識。
我分享的內(nèi)容分為以下三個章節(jié)：
一、新疆電網(wǎng)現(xiàn)狀。
二、構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)。
三、設(shè)計分享。
新疆的一個網(wǎng)架圖，截至2024年新疆已經(jīng)形成了內(nèi)供五循環(huán)，外送四通道的主網(wǎng)架，新疆的主網(wǎng)架是750的，有31座750變電站，規(guī)模很大。我們五循環(huán)指的是疆內(nèi)的750環(huán)網(wǎng)，外送四通道指的是兩個交流的750和西北聯(lián)網(wǎng)的通道，還有兩個向內(nèi)地送電的直流通道，總的外送容量達到2500萬千瓦。
“十四五”期間要形成內(nèi)供七循環(huán)，外送六通道的主網(wǎng)架，預(yù)計十五五末外送容量要達到4000萬以上，我們再來了解一下新疆的裝機情況，裝機現(xiàn)狀。新疆現(xiàn)在風(fēng)電和光伏總的容量已經(jīng)超過火電了，裝機容量已經(jīng)是超過總?cè)萘康囊话?，大概?5%，前面專家也有提到過國外的電量的滲透率，德國已經(jīng)超過了30%，全國咱們電量滲透率也就10%，新疆地區(qū)電量的滲透率也達到了30%以上了，所以產(chǎn)生了很多穩(wěn)定性的問題。
截至目前新疆的儲能現(xiàn)狀，這是2024年底的數(shù)據(jù)，裝機容量達到了817.5萬千瓦，2813.2萬千瓦時，也是全國第一。
再看新疆儲能的發(fā)展歷程，2019年之前新疆的新能源一直處于限電狀態(tài)，比較過剩，2019年之前已經(jīng)不批新能源項目了，直到2020、2021年才有新的新能源項目投產(chǎn)，這時候已經(jīng)要求新能源開始配儲了，2023年的時候自治區(qū)發(fā)文，鼓勵你建儲能，但是你建儲能以后獎勵你建新能源，說白了就是新能源側(cè)配儲，這個容量達到254小時。2023年大家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，新能源側(cè)配儲儲能利用率沒有那么高，有點浪費，2023年自治區(qū)發(fā)文，鼓勵建設(shè)獨立儲能，而且配比也減少了，同時獨立儲能可以采取租賃模式，我新能源側(cè)配儲可以不去自己建儲能，我可以租你的儲能，一個是提高儲能的收益，另外一個是可以降低建設(shè)方的建設(shè)儲能的事，也就是省事。
現(xiàn)在136號文出來以后，我們可以看到租賃模式市場會慢慢變小。截至2024年自治區(qū)上報獨立儲能項目清單，項目越來越多了，已經(jīng)達到了7.35GW，同時新疆也批了很多抽水蓄能項目，以前新疆是沒有抽水蓄能的，阜康120萬是新疆首個抽水蓄能項目，2023年底有機組并網(wǎng)的。隨著新能源和儲能的比例增加，新疆的電網(wǎng)也從傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)，向新型電力系統(tǒng)過渡，特征是雙高和雙隨機。
我下面結(jié)合新疆的情況看一下構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)，今天專家也都講了很多內(nèi)容，也有相似的地方，我們深入淺出地了解一下。首先隨著新能源比例的增大，會導(dǎo)致一些問題，怎么導(dǎo)致的呢？我比例如光伏同時并網(wǎng)的時候，比如說中午同時大容量并網(wǎng)會導(dǎo)致電壓問題，同時我的新能源隨機發(fā)電，會導(dǎo)致比例問題，而且大量的電力電子元件會導(dǎo)致寬頻振蕩和轉(zhuǎn)動過量不足的問題，所以對我們電力電子產(chǎn)品就有了更高的要求，于是就有了構(gòu)網(wǎng)型電力設(shè)備。
這個大家可能都已經(jīng)了解了，構(gòu)網(wǎng)型儲能是運行在電壓源模式下。運行在電壓源模式下有什么功能呢？我們來了解一下，一個是構(gòu)建電網(wǎng)，一個是提供無功電壓支撐。我們現(xiàn)在都知道新疆出的文三倍十秒過載，怎么來的呢？首先我們同步電機在短時內(nèi)能夠發(fā)出2-3倍無功，人民為電壓提供支撐，這是來源。我們要求構(gòu)網(wǎng)型儲能也能夠提供一個像同步電機一樣提供三倍無功電壓支撐。因為我的儲能是建立在電壓源的模式下，所以我是有一個給定電壓的，我的端電壓是一樣的，當大電網(wǎng)有一個高電壓或者低電壓的情況下，我是可以提供一個穩(wěn)定的。轉(zhuǎn)動慣量，我們傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)都是帶轉(zhuǎn)子的，而轉(zhuǎn)子其實就點像陀螺，旋轉(zhuǎn)的時候你推它一下，他繼續(xù)晃一下又開始穩(wěn)定地運行了。我們這個儲能是怎么提供轉(zhuǎn)動慣量的呢？其實就是一個能量的吸收和釋放，當我有一個正向干擾的時候，我的儲能就把這個干擾可以吸收掉，當我有一個負向干擾的時候，又產(chǎn)生一個產(chǎn)生能量，把負的抵消，于是進行慣量輸出。
抑制寬頻振蕩和諧波治理。首先我們構(gòu)網(wǎng)變流器阻尼是一個可控參數(shù)，是可以調(diào)節(jié)的，所以就能夠進行寬頻振蕩抑制，就像拉抽屜一樣，如果抽屜不帶阻尼拉起來很快，帶阻尼拉起來很費勁，構(gòu)網(wǎng)型儲能跟這個一樣道理，來抑制電網(wǎng)的寬頻振蕩?，F(xiàn)在新疆電網(wǎng)滲透率非常高，寬頻振蕩問題還是非常嚴重的，我們要求很多設(shè)備，包括PMU必須具備寬頻振蕩的檢測，包括穩(wěn)控裝置，也就是磁同步。
諧波治理就是一樣的，我的構(gòu)網(wǎng)型儲能可以檢測電網(wǎng)側(cè)的諧波，如果有諧波，我可以產(chǎn)生相反的波抵消。
提供短路容量和黑啟動，也是一個控制策略，當變流器檢測到有短路電流的時候，我們可以模擬發(fā)電機的行為，然后提供短路容量。黑啟動也是，這就是在我們區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)，我們儲能有很多模塊的，其實是集群控制，當我需要黑啟動的時候，我先建立端電壓和頻率，同時所有的儲能都建在同一個電壓和頻率，然后我負荷逐漸往上投，從而實現(xiàn)黑啟動的過程。
總結(jié)下來，有這些功能，大家也都比較了解了，我們再往下總結(jié)，可以想一下這個功能最終怎么實現(xiàn)的呢？我們最后總結(jié)三大要素，首先是一個大容量的可控電路，加上儲能單元，加上我的控制策略，最終實現(xiàn)了構(gòu)網(wǎng)技術(shù)。原理來說你只要這三個元素變換都可以實現(xiàn)，你比如說飛輪也可以實現(xiàn)，電化學(xué)，釩液流都可以實現(xiàn)，因為他們都具備這幾個要素?？刂撇呗允潜容^重要的，就像我們說特斯拉為什么好，特斯拉好就好在電控。
我們總結(jié)一下，我們會發(fā)現(xiàn)構(gòu)網(wǎng)型和跟網(wǎng)型兩大不同，我們硬件不同和軟件不同，硬件就是我的PCS容量要過載，我散熱保護設(shè)計都不相同。軟件就是各種控制策略，比如說垂直控制，包括虛擬同步電機，包括模擬振蕩器等等。
這是國家層面發(fā)的關(guān)于支持構(gòu)網(wǎng)型儲能建設(shè)的文，大家可以了解一下。重點說一下新疆的文，我相信大家可能也都了解，各位專家也說到了，新疆其實走在比較前面的，2023年的時候新疆發(fā)了一個獨立儲能建設(shè)的方案通知，這里面就提到了鼓勵建設(shè)獨立儲能，還提到了租賃模式。最重要的是提到了這些地區(qū)的構(gòu)網(wǎng)型儲能建設(shè)不低于20%，這20%是指區(qū)域的比例，而并不是針對某一個項目。
其中這個文件也一個附件4，里面提到了對構(gòu)網(wǎng)型儲能的并網(wǎng)技術(shù)要求，里面就有我們知道的三流過早，我們之所以經(jīng)常說這個，這騎士隊硬件有影響，其他都是策略問題。
最后進行一個設(shè)計上分享。電池的國標相信大家也不陌生，這是去年7月1日開始實施的，里面有更高的效率要求，還有檢測標準要求，其中有一個額定充放電功率，提到了全生命周期的要求，這就涉及是否超倍，我要在整個生命周期都可以進行額定的充放電，當然這個目前還是每個地區(qū)實施不太一樣。這是變流器的最新國標，也是去年7月1日頒布的，里面就有一次調(diào)頻還有慣量響應(yīng)的要求，這也是新加進去的。
根據(jù)新疆的文件要求，我們自己制定了相應(yīng)的構(gòu)網(wǎng)型儲能的招標技術(shù)規(guī)范，這一塊是一些控制側(cè)列的要求，這些其實就是針對咱們硬件過載能力要求，包括PCS，包括變壓器。
我們說要求PCS具備一定的過載能力，其實目前來說都是通過超配來實現(xiàn)了，實現(xiàn)三倍的，我們PCS本身有一個過載能力，加上一定的超配，現(xiàn)在大概是兩倍的關(guān)系，就能實現(xiàn)過載。比如說5兆瓦，20兆瓦是一脫四的系統(tǒng)，如果采用構(gòu)網(wǎng)型，PCS數(shù)量要翻一倍的。我們進行一個布置，一拖四的方案，這是跟網(wǎng)型的，我們采用構(gòu)網(wǎng)型布置的時候，我們會發(fā)現(xiàn)PCS數(shù)量翻一倍，一個PCS和這個PCS實際容量是一樣的，都是5兆瓦，但是我這一臺是降容到2.5運行的。
通過上面布置方式，我們進行了一個對比，這是1Gwh對比，我們會發(fā)現(xiàn)構(gòu)網(wǎng)型儲能面積增加了1.25倍，當然現(xiàn)在廠商有很多都推出了5兆瓦構(gòu)網(wǎng)系統(tǒng)，也就是說實際里面配的PCS單元有10兆瓦，這個會更節(jié)約面積。
這是我們做的什么對比呢？新疆地區(qū)很多地方新能源側(cè)配儲還沒有建設(shè)，我改成構(gòu)網(wǎng)型儲能，我要增加多少費用呢？當然這個還沒有建，沒有建情況下最后測算是5670萬元，這個設(shè)備費可能偏高，這是一個概算價格，現(xiàn)在構(gòu)網(wǎng)型很多價格已經(jīng)在5毛以內(nèi)了，但是差價差不多的是5分錢，其中5000萬都是設(shè)備費用，還有六七百萬要增加一些防火墻和PCS增加了，增加了一些建設(shè)費用，最終增加了六七百萬元，但是收益打一個大問號，現(xiàn)在還沒有相關(guān)政策來支持構(gòu)網(wǎng)型儲能電價。
下面分享兩個我們做的項目。這個項目是我們設(shè)計的，寧夏的智能微網(wǎng)項目，這個結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜了，里面有風(fēng)電，光伏，釩液流，還有超級電容，這個系統(tǒng)是可以孤網(wǎng)運行的，為什么要說呢？這個2015年12月已經(jīng)并網(wǎng)了，當時就已經(jīng)有構(gòu)網(wǎng)的策略在里面，這個上了一個微電網(wǎng)暫態(tài)控制系統(tǒng)，我孤網(wǎng)運行的時候，我的策略里面就會控制，比如說釩液流或者微燃機，什么電源在什么情況下以電壓源的形式來構(gòu)建這個電網(wǎng)，這里面是有一套策略的。我們現(xiàn)在提到構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)，更多的是強調(diào)設(shè)備對大電網(wǎng)的支撐作用。
這個是一個共享儲能項目，這是采取獨立儲能，這個其實就是遠景設(shè)備，64套2.5兆的構(gòu)網(wǎng)型儲能設(shè)備，這是怎么做的呢？里面配置2臺3.45兆瓦的PCS，也就是一個過載。新疆去年建了非常多的獨立儲能，構(gòu)網(wǎng)型儲能項目非常好，好像只有幾個，這是其中一個，這個項目是新疆立興能源做的，他和我們新疆新能源都隸屬于新疆能源集團，新疆國資委。
我們預(yù)計今年新疆會有大量的構(gòu)網(wǎng)型儲能并網(wǎng)，因為很多項目都已經(jīng)完成了可行性報告的編制工作，當然這只是其中一部分，還有很多正在進行當中。里面有100%構(gòu)網(wǎng)，還有50%的構(gòu)網(wǎng)。
最后提兩點建議：第一，加快制定完善構(gòu)網(wǎng)型儲能的制造設(shè)計測試和驗收標準，現(xiàn)在新疆有構(gòu)網(wǎng)型儲能并網(wǎng)要求，全國大范圍還是沒有的。構(gòu)網(wǎng)型儲能究竟對電網(wǎng)有多少支撐作用，其實還是有待檢測和討論的。我們呼吁盡快出臺相應(yīng)的檢測和驗收標準。
第二，推動構(gòu)網(wǎng)型儲能參與電力輔助服務(wù)市場機制?，F(xiàn)在構(gòu)網(wǎng)型儲能投資比較高，但是電價在新疆地區(qū)并沒有什么優(yōu)惠政策，還是跟網(wǎng)型一樣，我們呼吁盡快出臺一些積極主動的政策，讓我們建設(shè)方好實施，更高的投資會帶來更高的收益，盡量不要出現(xiàn)被動的政策，就是你不怎么不讓你怎么樣。
最后祝大家在綠色革命的道路上都能夠保持初心，保持熱誠。
