中國儲能網訊：黨的二十屆三中全會明確提出，要“健全因地制宜發(fā)展新質生產力體制機制”。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、調節(jié)性電源的支撐，以保障電網安全運行。在煤電增長受限的情況下，國網新疆電力有限公司（以下簡稱“國網新疆電力”）持續(xù)推進新型儲能和綠氫創(chuàng)新發(fā)展，加強電網靈活性，保障新能源高質量發(fā)展。
新型儲能建設周期短、選址簡單靈活、調節(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規(guī)?；瘧们熬皬V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生產力的重要技術方向。
因地制宜培育與發(fā)展新質生產力，是一項長期推進的任務。前沿技術與未來產業(yè)的加快發(fā)展，將賦能電力行業(yè)轉型升級。國網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業(yè)基礎，積極助力新興技術落地應用，為南疆新質生產力發(fā)展增添新動力。
提升電力系統(tǒng)調節(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，造成能源供給側與消費側在時間尺度上的“錯配”，給電力供應保障帶來挑戰(zhàn)。
面對難題，國網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)園的獨立構網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網型項目。
“構網型儲能”是近幾年行業(yè)關注的焦點，國家發(fā)展改革委、國家能源局、國家數據局聯合制定發(fā)布的《加快構建新型電力系統(tǒng)行動方案（2024~2027年）》提出開展電力系統(tǒng)穩(wěn)定保障行動，其中包括推進構網型技術應用。截至目前，新疆、內蒙古、西藏等多地出臺文件鼓勵構網型儲能建設。
構網型儲能是新型儲能的一種，與之相對的是跟網型儲能。從名字上可以簡單理解二者區(qū)別，后者“跟著網才能作業(yè)”，無法獨立支撐電網系統(tǒng)。通常來說，構網型儲能往往適合電網結構單一的區(qū)域，當故障出現時，搶修隊伍到達現場需要一定時間，在這段時間內，構網型儲能可自發(fā)啟動，利用平時存儲的光伏電量，在脫離大電網的同時在一定區(qū)域內構建起微電網，并向微電網內的負荷供電，從而起到支撐電源的作用。國網新疆電力發(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)示范應用了構網型儲能，經驗證，構網型儲能可提供2~12秒慣性時間常數以及超自身容量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。
構網型儲能為何“落戶”克州？記者了解到，克州電網位于喀克地區(qū)電網末端，“風光”裝機209.1萬千瓦，占比72.98%，網架薄弱，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年克州電網新能源裝機超200萬千瓦，是網內消納能力的4倍。“在克州這樣的網架薄弱區(qū)域采用構網型儲能設備，可提升區(qū)域電網抗擾動能力，以及電網安全穩(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?！?國網克州供電公司副總工程師兼電力調度控制中心、科技數字化部主任高玖生表示。
楊桂興進一步指出，除了解決電網安全問題，該構網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。
儲能技術創(chuàng)新跑出“加速度”
構網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，飽含著國網新疆電力探索新質生產力的不懈努力。
從全球范圍來看，構網型儲能屬前沿技術?？迫A數能工作人員汪衛(wèi)星表示，相比跟網型儲能，構網型儲能技術具有較高的技術壁壘，考驗的是儲能變流器（PCS）關鍵技術的能力。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生的直流電轉換為交流電，并且在電能儲存時將交流電再轉換為直流電，以實現能源的高效儲存和利用，通過變流器將電流的頻率、幅值和相位等參數進行調整，從而實現不同形式電能之間的轉換。
汪衛(wèi)星進一步指出，構網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)設計中，系統(tǒng)安裝的光伏組件總容量如果超過系統(tǒng)中配置的總的光伏逆變器額定有功功率容量，業(yè)內稱之為光伏超配。在光伏應用早期，系統(tǒng)一般按照1∶1容配比設計。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，而構網型儲能電站一般都超配3倍，技術難度較大。另一大難點在于，構網型儲能技術目前還缺乏相應的技術標準和規(guī)范指導，比如技術定位、技術規(guī)范、功能要求、測試規(guī)范、驗收標準等，相關標準體系亟待完善。
為了解決行業(yè)痛點問題，國網新疆電力發(fā)揮牽頭作用，填補標準體系相關領域空白，服務產業(yè)鏈供應鏈優(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)域開展構網型儲能示范，并明確要求具備上述10項技術指標?；谑痉冻晒?，2023年12月新疆電力牽頭并正式發(fā)布了T/CES243-2023《構網型儲能系統(tǒng)并網技術規(guī)范》、T/CES244-2023《構網型儲能系統(tǒng)并網測試規(guī)范》兩項團體標準，構網儲能電站運行控制、調試驗收等3項規(guī)范已立項。”楊桂興說。
楊桂興表示，通過阿克陶構網型儲能工程示范應用，國網新疆電力初步形成了構網型儲能需具備的過載能力/功率響應時間、變流器間無環(huán)流、有功功率偏差、慣性時間常數、電壓階躍響應時間等10項技術指標。目前，國網新疆電力已完成阿克陶構網型儲能、天潤木壘構網型風機、木壘大石頭南構網SVG共3座應用構網型裝備場站的仿真及測試，進入工程示范應用階段。
國網新疆電力依托社會各方投資建設主體、內外部科研單位，聚力打造“新能源+儲能+調相機”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。
綠氫助力負荷側調節(jié)能力挖潛
有了構網型儲能的加入，南疆電網“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)內消納能力有限，如何進一步助力負荷側相關產業(yè)綠色轉型？國網新疆電力將目光鎖定在氫能上,讓南疆電網“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，被列為實現脫碳的重要途徑。在業(yè)內，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”的生產過程基本不產生二氧化碳氣體，更加清潔低碳，是符合當下綠色發(fā)展趨勢的制氫方式，據統(tǒng)計，截至2024年底，我國綠氫項目已建成100余個，綠氫產能達10.9萬噸/年，較2023年底實現翻倍。
電氫協(xié)同互動是構建新型電力系統(tǒng)的新路徑之一。新能源發(fā)電多的時候，通過“電—氫”轉化，制成氫存起來；新能源發(fā)電不足時，再通過“氫—電”轉化，進行電能供應。無論是電解槽，還是燃料電池，都具備啟動時間短、調節(jié)速率快、調節(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)和新興產業(yè)用電企業(yè)在此布局，氫能產業(yè)鏈的發(fā)展具有成本優(yōu)勢。
國網新疆電力將發(fā)展氫能產業(yè)鏈作為深挖負荷調節(jié)潛力的措施之一。“國網新疆電力全力支撐公司試點示范項目建設，按照‘電-氫-電’調峰、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’產業(yè)鏈。在電源側摻氫（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，破解結構性缺電難題。在負荷側示范電制氫，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，實現疆內可調節(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負荷?！睏罟鹋d說。
楊桂興進一步指出：“南疆產業(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業(yè)是南疆地區(qū)近年來的負荷增長點之一，這些領域都能用到氫。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用在合成氨、甲醇、石化、鋼鐵等行業(yè)，推動相關產業(yè)綠色轉型。”
展望未來，新疆生產的綠氫，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計環(huán)節(jié)。國網新疆電力正以務實行動推進關鍵技術進步，加快鏈接新型儲能和氫能產業(yè)鏈上下游，并釋放產業(yè)活力，不斷為新質生產力的發(fā)展增添“充電寶”和“氫” 動力。
