中國儲能網(wǎng)訊：黨的二十屆三中全會明確提出，要“健全因地制宜發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力體制機制”。南疆的無垠大漠“風光”無限，但“看天吃飯”的新能源需要大量可靠性、調(diào)節(jié)性電源的支撐，以保障電網(wǎng)安全運行。在煤電增長受限的情況下，國網(wǎng)新疆電力有限公司（以下簡稱“國網(wǎng)新疆電力”）持續(xù)推進新型儲能和綠氫創(chuàng)新發(fā)展，加強電網(wǎng)靈活性，保障新能源高質(zhì)量發(fā)展。
新型儲能建設(shè)周期短、選址簡單靈活、調(diào)節(jié)能力強，與新能源開發(fā)消納的匹配性好，優(yōu)勢逐漸凸顯，加快推進先進儲能技術(shù)規(guī)?；瘧?yīng)用前景廣闊。氫能以其清潔、高效、可再生的特性，正逐步成為新型能源體系的重要組成部分，新型儲能與氫能均系能源電力新質(zhì)生產(chǎn)力的重要技術(shù)方向。
因地制宜培育與發(fā)展新質(zhì)生產(chǎn)力，是一項長期推進的任務(wù)。前沿技術(shù)與未來產(chǎn)業(yè)的加快發(fā)展，將賦能電力行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。國網(wǎng)新疆電力充分考慮本地的比較優(yōu)勢，立足于南疆資源稟賦和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，積極助力新興技術(shù)落地應(yīng)用，為南疆新質(zhì)生產(chǎn)力發(fā)展增添新動力。
提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)“支撐力”
新能源發(fā)電“極熱無風、極冷無風、極寒少光、晚峰無光”，整體出力呈“春秋大、冬夏小”的特點，與電力負荷“雙峰”（夏、冬負荷高峰）特性正相反，造成能源供給側(cè)與消費側(cè)在時間尺度上的“錯配”，給電力供應(yīng)保障帶來挑戰(zhàn)。
面對難題，國網(wǎng)新疆電力選擇新型儲能作為 “破題點”。2024年11月7日，位于新疆克孜勒蘇柯爾克孜自治州阿克陶縣江西工業(yè)園的獨立構(gòu)網(wǎng)型儲能項目順利送電，該項目總裝機容量為300兆瓦/1200兆瓦時，儲能時長達4小時，全站充電一次存儲電量1200兆瓦時，是全球磷酸鐵鋰電池儲能路線中容量最大的構(gòu)網(wǎng)型項目。
“構(gòu)網(wǎng)型儲能”是近幾年行業(yè)關(guān)注的焦點，國家發(fā)展改革委、國家能源局、國家數(shù)據(jù)局聯(lián)合制定發(fā)布的《加快構(gòu)建新型電力系統(tǒng)行動方案（2024~2027年）》提出開展電力系統(tǒng)穩(wěn)定保障行動，其中包括推進構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)應(yīng)用。截至目前，新疆、內(nèi)蒙古、西藏等多地出臺文件鼓勵構(gòu)網(wǎng)型儲能建設(shè)。
構(gòu)網(wǎng)型儲能是新型儲能的一種，與之相對的是跟網(wǎng)型儲能。從名字上可以簡單理解二者區(qū)別，后者“跟著網(wǎng)才能作業(yè)”，無法獨立支撐電網(wǎng)系統(tǒng)。通常來說，構(gòu)網(wǎng)型儲能往往適合電網(wǎng)結(jié)構(gòu)單一的區(qū)域，當故障出現(xiàn)時，搶修隊伍到達現(xiàn)場需要一定時間，在這段時間內(nèi)，構(gòu)網(wǎng)型儲能可自發(fā)啟動，利用平時存儲的光伏電量，在脫離大電網(wǎng)的同時在一定區(qū)域內(nèi)構(gòu)建起微電網(wǎng)，并向微電網(wǎng)內(nèi)的負荷供電，從而起到支撐電源的作用。國網(wǎng)新疆電力發(fā)展策劃部規(guī)劃處副處長楊桂興指出，在電網(wǎng)支撐能力方面，針對常規(guī)儲能的電壓支撐能力弱的問題，在南疆地區(qū)示范應(yīng)用了構(gòu)網(wǎng)型儲能，經(jīng)驗證，構(gòu)網(wǎng)型儲能可提供2~12秒慣性時間常數(shù)以及超自身容量3倍的短路容量，暫態(tài)過電壓抑制能力提升20%，具備黑啟動功能，能主動提供電壓支撐、慣量支撐。
構(gòu)網(wǎng)型儲能為何“落戶”克州？記者了解到，克州電網(wǎng)位于喀克地區(qū)電網(wǎng)末端，“風光”裝機209.1萬千瓦，占比72.98%，網(wǎng)架薄弱，穩(wěn)定性較差。同時冬季晚高峰保供形勢嚴峻，夏季新能源消納壓力大，2024年克州電網(wǎng)新能源裝機超200萬千瓦，是網(wǎng)內(nèi)消納能力的4倍?！霸诳酥葸@樣的網(wǎng)架薄弱區(qū)域采用構(gòu)網(wǎng)型儲能設(shè)備，可提升區(qū)域電網(wǎng)抗擾動能力，以及電網(wǎng)安全穩(wěn)定水平，同時大容量儲能可對電量進行平移，解決光伏大發(fā)時段的棄電問題?！?國網(wǎng)克州供電公司副總工程師兼電力調(diào)度控制中心、科技數(shù)字化部主任高玖生表示。
楊桂興進一步指出，除了解決電網(wǎng)安全問題，該構(gòu)網(wǎng)型儲能電站還可與光伏等新能源配合，為周圍總計4個53萬千瓦光伏電站的全部并網(wǎng)提供強有力的保障，提升新能源就近就地消納能力。
儲能技術(shù)創(chuàng)新跑出“加速度”
構(gòu)網(wǎng)型獨立儲能項目成功落地南疆并非易事，“全球最大”標簽的背后，飽含著國網(wǎng)新疆電力探索新質(zhì)生產(chǎn)力的不懈努力。
從全球范圍來看，構(gòu)網(wǎng)型儲能屬前沿技術(shù)?？迫A數(shù)能工作人員汪衛(wèi)星表示，相比跟網(wǎng)型儲能，構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)具有較高的技術(shù)壁壘，考驗的是儲能變流器（PCS）關(guān)鍵技術(shù)的能力。在可再生能源系統(tǒng)中，PCS主要用于將電能從太陽能電池板、風力發(fā)電機等可再生能源裝置產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并且在電能儲存時將交流電再轉(zhuǎn)換為直流電，以實現(xiàn)能源的高效儲存和利用，通過變流器將電流的頻率、幅值和相位等參數(shù)進行調(diào)整，從而實現(xiàn)不同形式電能之間的轉(zhuǎn)換。
汪衛(wèi)星進一步指出，構(gòu)網(wǎng)型儲能的一大難點在于控制算法，硬件主要解決過載能力。光伏系統(tǒng)設(shè)計中，系統(tǒng)安裝的光伏組件總?cè)萘咳绻^系統(tǒng)中配置的總的光伏逆變器額定有功功率容量，業(yè)內(nèi)稱之為光伏超配。在光伏應(yīng)用早期，系統(tǒng)一般按照1∶1容配比設(shè)計。然而，按照系統(tǒng)平均度電成本（LCOE）最低來衡量，最優(yōu)的容配比應(yīng)大于1∶1，組件的容量超過了光伏逆變器容量，也就是我們所說的組件超配。目前，行業(yè)普遍采用“超配”2～2.5倍PCS來解決過載問題，而構(gòu)網(wǎng)型儲能電站一般都超配3倍，技術(shù)難度較大。另一大難點在于，構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)目前還缺乏相應(yīng)的技術(shù)標準和規(guī)范指導，比如技術(shù)定位、技術(shù)規(guī)范、功能要求、測試規(guī)范、驗收標準等，相關(guān)標準體系亟待完善。
為了解決行業(yè)痛點問題，國網(wǎng)新疆電力發(fā)揮牽頭作用，填補標準體系相關(guān)領(lǐng)域空白，服務(wù)產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈優(yōu)化升級?！拔覀兇僬堊灾螀^(qū)發(fā)改委在南疆喀什、克州、和田等區(qū)域開展構(gòu)網(wǎng)型儲能示范，并明確要求具備上述10項技術(shù)指標。基于示范成果，2023年12月新疆電力牽頭并正式發(fā)布了T/CES243-2023《構(gòu)網(wǎng)型儲能系統(tǒng)并網(wǎng)技術(shù)規(guī)范》、T/CES244-2023《構(gòu)網(wǎng)型儲能系統(tǒng)并網(wǎng)測試規(guī)范》兩項團體標準，構(gòu)網(wǎng)儲能電站運行控制、調(diào)試驗收等3項規(guī)范已立項?！睏罟鹋d說。
楊桂興表示，通過阿克陶構(gòu)網(wǎng)型儲能工程示范應(yīng)用，國網(wǎng)新疆電力初步形成了構(gòu)網(wǎng)型儲能需具備的過載能力/功率響應(yīng)時間、變流器間無環(huán)流、有功功率偏差、慣性時間常數(shù)、電壓階躍響應(yīng)時間等10項技術(shù)指標。目前，國網(wǎng)新疆電力已完成阿克陶構(gòu)網(wǎng)型儲能、天潤木壘構(gòu)網(wǎng)型風機、木壘大石頭南構(gòu)網(wǎng)SVG共3座應(yīng)用構(gòu)網(wǎng)型裝備場站的仿真及測試，進入工程示范應(yīng)用階段。
國網(wǎng)新疆電力依托社會各方投資建設(shè)主體、內(nèi)外部科研單位，聚力打造“新能源+儲能+調(diào)相機”等一批疆電特色示范樣板，積極支持新型儲能規(guī)模化應(yīng)用，推動南疆百萬千瓦級集中儲能試點項目盡早投運。
綠氫助力負荷側(cè)調(diào)節(jié)能力挖潛
有了構(gòu)網(wǎng)型儲能的加入，南疆電網(wǎng)“如虎添翼”，為最大限度利用“風光”資源新增了不少“底氣”。南疆地區(qū)風光富集，但區(qū)內(nèi)消納能力有限，如何進一步助力負荷側(cè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型？國網(wǎng)新疆電力將目光鎖定在氫能上,讓南疆電網(wǎng)“氫”裝上陣，以尋求消納可再生能源的新途徑。
氫能作為全球公認最清潔的二次能源之一，被列為實現(xiàn)脫碳的重要途徑。在業(yè)內(nèi)，通過光伏等可再生能源發(fā)電制造出的氫氣被稱為“綠氫”。相較于制造過程依賴化石能源的“灰氫”和“藍氫”，“綠氫”的生產(chǎn)過程基本不產(chǎn)生二氧化碳氣體，更加清潔低碳，是符合當下綠色發(fā)展趨勢的制氫方式，據(jù)統(tǒng)計，截至2024年底，我國綠氫項目已建成100余個，綠氫產(chǎn)能達10.9萬噸/年，較2023年底實現(xiàn)翻倍。
電氫協(xié)同互動是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的新路徑之一。新能源發(fā)電多的時候，通過“電—氫”轉(zhuǎn)化，制成氫存起來；新能源發(fā)電不足時，再通過“氫—電”轉(zhuǎn)化，進行電能供應(yīng)。無論是電解槽，還是燃料電池，都具備啟動時間短、調(diào)節(jié)速率快、調(diào)節(jié)范圍寬的特點。新疆發(fā)展綠氫有得天獨厚的優(yōu)勢。新疆新能源裝機規(guī)模占電源總裝機規(guī)模比重超過50%，將風光等新能源發(fā)電電解水制成綠氫，可規(guī)模消納綠電。此外，南疆被譽為“電價洼地”，吸引了眾多大工業(yè)用電企業(yè)和新興產(chǎn)業(yè)用電企業(yè)在此布局，氫能產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展具有成本優(yōu)勢。
國網(wǎng)新疆電力將發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)鏈作為深挖負荷調(diào)節(jié)潛力的措施之一?！皣W(wǎng)新疆電力全力支撐公司試點示范項目建設(shè)，按照‘電-氫-電’調(diào)峰、綠氫與化工耦合、氫能外送三大方向規(guī)劃多能互補綠色能源大基地，依托南疆庫車綠氫示范項目，率先探索‘光伏+制氫+儲氫+輸氫+用氫’產(chǎn)業(yè)鏈。在電源側(cè)摻氫（摻氨），優(yōu)化傳統(tǒng)燃煤機組燃燒過程，電解水制氫供至燃氣機組進行摻氫燃燒發(fā)電，新能源與燃氣發(fā)電深度融合，破解結(jié)構(gòu)性缺電難題。在負荷側(cè)示范電制氫，提高清潔能源消納空間。目前，新疆已建成投運庫車2萬噸/年光伏制氫示范工程，實現(xiàn)疆內(nèi)可調(diào)節(jié)負荷資源池規(guī)模達300萬千瓦，推動南疆三地州聚合25萬千瓦電采暖柔性負荷和1.5萬千瓦機井灌溉可調(diào)負荷?！睏罟鹋d說。
楊桂興進一步指出：“南疆產(chǎn)業(yè)發(fā)展增速高于全疆平均水平，石油煤化工等大型化工產(chǎn)業(yè)是南疆地區(qū)近年來的負荷增長點之一，這些領(lǐng)域都能用到氫。富余‘風光’電量用來制備氫氣，一方面可緩解可再生能源消納壓力，另一方面綠氫廣泛應(yīng)用在合成氨、甲醇、石化、鋼鐵等行業(yè)，推動相關(guān)產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。”
展望未來，新疆生產(chǎn)的綠氫，不僅可通過管道輸送至“長三角”，還可將綠氫與二氧化碳合成綠色甲醇，通過成品油管道長距離輸送。目前，喀什等地均簽約綠色甲醇、綠氨項目，且一些項目已進入招標設(shè)計環(huán)節(jié)。國網(wǎng)新疆電力正以務(wù)實行動推進關(guān)鍵技術(shù)進步，加快鏈接新型儲能和氫能產(chǎn)業(yè)鏈上下游，并釋放產(chǎn)業(yè)活力，不斷為新質(zhì)生產(chǎn)力的發(fā)展增添“充電寶”和“氫” 動力。
