中國儲能網(wǎng)訊：2017年4月24-26日，第七屆中國國際儲能大會在蘇州香格里拉酒店圓滿召開，來自中、美、英、德、澳、日、韓等國超過1400位嘉賓到場參會。大會共邀請140余位行業(yè)專家與企業(yè)代表，圍繞產(chǎn)業(yè)熱點(diǎn)話題，發(fā)表了一系列精彩演講，中國儲能網(wǎng)將向讀者傳遞本次大會最具價(jià)值的聲音。
大會期間，國網(wǎng)福建電力科學(xué)研究院副院長陳彬在“儲能電站暨微電網(wǎng)專場”，以《電網(wǎng)應(yīng)急供電中的儲能應(yīng)用》為題發(fā)表演講，現(xiàn)將演講主要內(nèi)容發(fā)布，以饗讀者。
國網(wǎng)福建電力科學(xué)研究院副院長陳彬
陳彬：今天下午的議程一共有十家單位，其中七家單位是儲能的生產(chǎn)商，一家是設(shè)計(jì)商，一家是研究商，只有我是一心一意做應(yīng)用儲能的，我們不生產(chǎn)儲能，我們是儲能的搬運(yùn)工。
下面我作為儲能的搬運(yùn)工，如果有說的不當(dāng)之處，還請各位嘉賓海涵。我記得上一屆我講過，是多類型鋰電池的多樣化應(yīng)用，這次我講的是應(yīng)急供電中的儲能應(yīng)用，因?yàn)閺?010年開始，福建電網(wǎng)一直在做儲能的搬運(yùn)工，7年以來我們主要的心得還是電網(wǎng)應(yīng)急供電當(dāng)中儲能的應(yīng)用。
剛才主持人也講了，我來自國網(wǎng)公司的強(qiáng)臺風(fēng)電網(wǎng)抗風(fēng)減災(zāi)科技攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，福建省高供電可靠性配電技術(shù)企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，和強(qiáng)臺風(fēng)環(huán)境抗風(fēng)減災(zāi)實(shí)驗(yàn)室。
雖然大家在工作中與儲能方面都有接觸，但所有的人對我們電網(wǎng)來說都是用戶，所以在歷史上，我們電網(wǎng)遭受解列或者遭受極端自然災(zāi)害的情況下，會造成數(shù)百萬用戶的大面積停電災(zāi)難事件，比如美加大停電，造成21座電廠，持續(xù)時(shí)間長達(dá)29小時(shí)，損失負(fù)荷達(dá)到61800兆瓦，一千萬人停電的事故。在國家電網(wǎng)是不會出現(xiàn)這個(gè)問題的，但是可想而知這個(gè)影響是非常深遠(yuǎn)的。如果大家三天用不到電，會引起社會的恐慌，不單單是一家用戶或者一個(gè)小區(qū)去投訴的事情。還有東南亞的印尼雅加達(dá)的停電，供電量損失了一半，負(fù)荷掉了2700兆瓦，300多萬人停電，影響人口1億人。2015年在福建發(fā)生的蘇迪羅臺風(fēng)電網(wǎng)停電，在這種極端災(zāi)害停電下，發(fā)生了50萬的線路跳閘，20萬的線路跳閘，影響用戶達(dá)到365萬。去年莫拉蒂的臺風(fēng)，更是給廈門電網(wǎng)帶來了摧毀性的打擊。
相比大面積停電的災(zāi)難性事件，在城市電網(wǎng)中由于電力設(shè)備故障停運(yùn)從而造成用電停電事件更是經(jīng)常發(fā)生。尤其是生命線工程用戶，重要敏感用戶的快速復(fù)電，對維護(hù)社會的安全穩(wěn)定和人民生命財(cái)產(chǎn)安全起到了至關(guān)重要的作用。
在座的都是儲能界的專家，在我們的應(yīng)用當(dāng)中，我們用的主要還是像鉛酸、磷酸鐵鋰這種化學(xué)電池，在用、配、輸、發(fā)這幾個(gè)環(huán)節(jié)有比較成熟的技術(shù)。
針對上述成熟的鋰電池的應(yīng)用技術(shù)，或者是福建電網(wǎng)用的比較成熟的技術(shù)，我們認(rèn)為在電網(wǎng)的應(yīng)急供電當(dāng)中，儲能有一些優(yōu)勢。大家如果接觸的話，目前我們電網(wǎng)應(yīng)急供電，主流的技術(shù)還不是這些，但是我們認(rèn)為儲能與傳統(tǒng)的應(yīng)急供電技術(shù)相比有如下優(yōu)勢，一是相應(yīng)速度比較快，抽水蓄能從全停到滿載發(fā)電只要5分鐘，從全停到滿載的抽水只要1分鐘，電池儲能充放電時(shí)間更快，響應(yīng)時(shí)間達(dá)到了100毫秒以內(nèi)。還有綠色低噪聲，實(shí)測的移動儲能經(jīng)過降噪處理之后能達(dá)到40dB以下，傳統(tǒng)的柴油應(yīng)急電源車噪聲在75dB以上。這種儲能車能夠維持小系統(tǒng)的頻率穩(wěn)定，有功無功的平滑可調(diào)，還能提供一些多樣化的服務(wù)，像抽水蓄能它的功能比較多，能提供調(diào)峰填谷，調(diào)平調(diào)相，系統(tǒng)備用，和黑啟動。移動儲能能提供調(diào)峰填谷，提升系統(tǒng)的供電能力。
我大概總結(jié)了一下儲能在福建電網(wǎng)應(yīng)急的場景：首先是電網(wǎng)黑啟動恢復(fù)技術(shù)，還有應(yīng)急供電保障技術(shù)，應(yīng)急搶修技術(shù)，和搶修應(yīng)急指揮技術(shù)共四大方面。下面就這四類我介紹其中的幾個(gè)場景，第一個(gè)場景就是抽水蓄能在電網(wǎng)黑啟動和事故備用中的應(yīng)用。我們現(xiàn)在建成的是福建的仙游抽蓄，它也不是第一座，但是在福建是第一座，現(xiàn)在國內(nèi)也陸陸續(xù)續(xù)會上馬非常多的抽蓄。這個(gè)抽蓄位于莆田的仙游縣，裝機(jī)容量是1200兆瓦，分為4臺單機(jī)300兆瓦的可逆式發(fā)電，主要是給核電配套的。福建是作為一個(gè)能源大省，現(xiàn)在它核電的比例在十三五期間會達(dá)到全國最高，這是一個(gè)高占比的核電能源大省。這里第一座的就是寧德核電，會上6乘100萬的，已經(jīng)上了一期了，還有二期。
抽蓄的話我們對它的需求很強(qiáng)，你要適應(yīng)電力市場的需求，還要提高電網(wǎng)及聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，和提高電網(wǎng)自身的抗災(zāi)能力，以及節(jié)約能源。抽蓄的原理大家都知道，有抽水和發(fā)電兩種，它通過間接儲能的方式，通過抽水蓄能的機(jī)組進(jìn)行抽水蓄能和發(fā)電，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的調(diào)節(jié)。從能源的損耗，它的能源損耗還是比較大的，抽四發(fā)三，損耗率為25%。但它的功能比較強(qiáng)大，儲能一般是用戶側(cè)還是電網(wǎng)側(cè)還是微電網(wǎng)，抽水蓄能電站可以在50萬級別，為核電做備用，所以它的作用是比較大容量的調(diào)峰填谷，調(diào)峰調(diào)相，事故備用和黑啟動。
主要介紹事故備用和黑啟動兩種應(yīng)用場景，抽蓄在黑啟動，基本任務(wù)就是對內(nèi)恢復(fù)廠用電，對外恢復(fù)電網(wǎng)的安全供電。舉個(gè)例子，在2014年2月的時(shí)候，電站沒有10千伏廠用電的情況下，利用柴油機(jī)先啟動，機(jī)組啟動之后啟動所需的廠用電，快速啟動機(jī)組10千伏的恢復(fù)用電，在30分鐘內(nèi)完成從柴油機(jī)到機(jī)組的自用團(tuán)帶電，和7分鐘內(nèi)從機(jī)組啟動帶上的廠用電，之后機(jī)組運(yùn)行穩(wěn)定，50萬的線路恢復(fù)送電。
還有做事故備用，抽蓄隨時(shí)可以作為大電網(wǎng)的備用機(jī)組，同時(shí)還可以做旋轉(zhuǎn)備用，幾分鐘內(nèi)就可以從抽水轉(zhuǎn)為發(fā)電。舉個(gè)例子，這個(gè)曲線，不一定是抽蓄的，在50萬的樞紐變出現(xiàn)故障之后，發(fā)生接力故障之后，開關(guān)所在的50萬的谷差保護(hù)動作，所有的開關(guān)跳閘，這個(gè)時(shí)候水泵工況迅速切機(jī)，甩去原來的310兆瓦的負(fù)荷，減輕了電網(wǎng)輸電的負(fù)擔(dān)，9分鐘之后快速啟動，帶出了150兆瓦的負(fù)荷，使得電網(wǎng)從事故處理當(dāng)中，能將我們電網(wǎng)事故對穩(wěn)定的影響降至最小。
另外講一下電池儲能在10千伏海島供電中的應(yīng)用，這個(gè)是我們2014年投運(yùn)的，中間這個(gè)島是叫做湄洲島，在東南亞是非常有名的。但是這個(gè)島只有兩條10千伏的海纜供電，經(jīng)常船在拖錨的時(shí)候把海纜拖斷，經(jīng)常會發(fā)生斷電的事情。媽祖保護(hù)很講究生態(tài)，在上面沒辦法做一些發(fā)電廠，而且這個(gè)島上的管委會、政府又嚴(yán)格要求，像光伏、風(fēng)機(jī)也不讓上。福建電網(wǎng)儲能的應(yīng)用跟其他地方的特點(diǎn)不太一樣的是，基本沒有跟可再生發(fā)電發(fā)生太多的關(guān)系，基本都是儲存。而且這個(gè)海島的線路長達(dá)20公里。如果在媽祖圣誕期間發(fā)生這種事情，整個(gè)海島的供電就沒法滿足需求，尤其是在旺季的時(shí)候。
我們通過兩年，建成了首個(gè)接到10千伏的海島配電網(wǎng)的1兆瓦、2兆瓦時(shí)的電池儲能電站。這里有并網(wǎng)運(yùn)行的模式，并網(wǎng)功率調(diào)度提供的應(yīng)急供電能力，還有離網(wǎng)運(yùn)行，提高供電的可靠性。
真正發(fā)生外部故障機(jī)率是很小的，但是在輸配電價(jià)改革，電價(jià)放開的情況下我們還是講究投入產(chǎn)出的。為什么要做這種1兆瓦兩兆瓦時(shí)的儲能電站呢？應(yīng)該是成本還是很高的。在電價(jià)壓力很大的情況下，或者在成本投入很高的情況下，甚至在運(yùn)維方面也要投入一定成本的情況下，國家電網(wǎng)還是很講究為了居民用上放心電，體現(xiàn)了我們的社會責(zé)任，體現(xiàn)了我們不惜工本去保障大家供電可靠性這方面的努力。
3月27號到4月3號受湄洲島漁港碼頭施工作業(yè)的影響，海纜1路發(fā)生外破故障，全島負(fù)荷轉(zhuǎn)移至2路，在晚上8點(diǎn)左右，這個(gè)肯定是超過了它單回供電的容量，這個(gè)時(shí)候湄洲島的儲能就派上了用場，提供了0.88兆瓦的功率補(bǔ)償，否則將造成全島有序用電管控。
基于此，福建電科院擁有省部級的實(shí)驗(yàn)室和國網(wǎng)公司的實(shí)驗(yàn)室，不僅是做了兆瓦級儲能電站在海島中的應(yīng)用，更是建立了強(qiáng)臺風(fēng)的真型實(shí)驗(yàn)場，還研究了海港的保護(hù)技術(shù)，以及沿海的腐蝕，高溫高濕高熱情況下的腐蝕，對電力設(shè)備，尤其對我們的儲能元件，我們也要觀測我們儲能電站在沿海腐蝕的環(huán)境下，它運(yùn)行的工況，現(xiàn)在已經(jīng)運(yùn)行了四年。
這是第三個(gè)場景，這是儲能在0.4kv重要用戶應(yīng)急供電中的應(yīng)用。
這是革命老區(qū)，古田會議舊址，這里是2014年的10月份，在上杭古田召開，習(xí)總書記在這里召開了全軍政治工作會議。柴油發(fā)電車帶來的危險(xiǎn)還是很大的，我們的移動儲能的確能夠滿足當(dāng)?shù)氐膽?yīng)用，我們那個(gè)時(shí)候是在古田會館進(jìn)行保護(hù)供電的，那個(gè)時(shí)候進(jìn)去的人都要經(jīng)過政審的。
這里主要講的重要用戶零散動的供電服務(wù)，在線式的，這里是一種串聯(lián)的，還有并聯(lián)的。大家講串聯(lián)的話就是能夠保證零散動。在后續(xù)我們也在3月5號、17號也做了一些應(yīng)用。這里舉的運(yùn)行曲線就是在串聯(lián)模式下，我們原來用的是二號配電進(jìn)行供電，在二號配電故障的情況下，儲能下面的電網(wǎng)側(cè)，可以看到我們串聯(lián)進(jìn)去之后，在線儲能發(fā)揮作用，電網(wǎng)側(cè)的電壓變?yōu)?的時(shí)候，負(fù)荷電壓是閃動的。原來是并聯(lián)的模式，電流會有6ms的波動，因?yàn)樵跁防锩?，也不會用太多?fù)雜的東西，但是如果閃一下，對當(dāng)時(shí)的政治影響是非常大的。用這個(gè)我們能讓用戶不會感知到電網(wǎng)側(cè)用電的波動。
2012年我們用的飛輪儲能，大家對飛輪儲能也很熟。
飛輪儲能我們是在2014年的1的月和2015年的10月在古田山莊和海峽奧體為全軍政治工作會議和全國首屆青運(yùn)會提供應(yīng)急供電服務(wù)。
這是當(dāng)時(shí)測試的曲線，在失電之后，飛輪儲能快速響應(yīng)，為場館提供85千瓦負(fù)荷提供應(yīng)急供電，9秒后柴發(fā)步入，接替完之后飛輪退出，這個(gè)時(shí)候柴發(fā)提供應(yīng)急供電的任務(wù)。這個(gè)飛輪大部分是跟柴發(fā)，當(dāng)然跟鋰電池儲能車也可以配套應(yīng)用。
還有覆冰，我們現(xiàn)在為什么說抗風(fēng)建災(zāi)，福建什么災(zāi)都有，除了沙塵暴、高寒沒有之外，像覆冰、污穢、雷、風(fēng)、地質(zhì)災(zāi)害，基本全部都有。我們在閩西北的時(shí)候，在去年2月初寒潮來的時(shí)候，閩西北的線路都有覆冰。當(dāng)時(shí)的融冰手段是非常單一匱乏的，這里我們就用直流熱力融冰原理來做了一套，125千瓦的融冰裝置。
我們做了好幾套的融冰裝置，最大能熔化20毫米的覆冰，最長能熔化5公里10千伏線路，也適用于35千伏的線路。
這是我們在兩個(gè)縣城里面的山上做的，這也體現(xiàn)了我們國家電網(wǎng)的社會責(zé)任，城市要搞供電，我們對農(nóng)村用戶也是不拋棄不放棄的，也是我們的人開著車，在那么危險(xiǎn)的情況下把車開上去進(jìn)行融冰，保障了農(nóng)村用戶他們能用上電。
這是我們一個(gè)世紀(jì)的融冰曲線，輸出裝置從50A逐漸升流至130A，導(dǎo)入接入點(diǎn)電壓從100V上升至480V。
還有在搶先應(yīng)急指揮中的應(yīng)用，我參加工作以來，每年在臺風(fēng)季我們都是第一時(shí)間進(jìn)駐到抗風(fēng)搶險(xiǎn)救災(zāi)的現(xiàn)場，電網(wǎng)員工應(yīng)該是最早一批進(jìn)駐的，到了之后發(fā)現(xiàn)通信幾乎是不通暢的，包括去年的夏天，換了移動手機(jī)再換電信手機(jī)，在某些地方某個(gè)運(yùn)營商好用，某個(gè)運(yùn)營商不好用，很難說在某個(gè)地方所有的運(yùn)營商都好用，所以這個(gè)時(shí)候要靠電力自己來開展這方面的指揮，因?yàn)槲覀冞M(jìn)去的隊(duì)伍是上萬人在里面搶險(xiǎn)施工。如果這個(gè)時(shí)候通訊跟不上，而且很多的路都被阻斷掉，這個(gè)時(shí)候絕對影響我們用戶的快速供電恢復(fù)。這個(gè)時(shí)候用我們的儲能搶險(xiǎn)應(yīng)急指揮車，我們可以為災(zāi)害現(xiàn)場的應(yīng)急會商、高層決策提供安靜的辦公場所。只要風(fēng)災(zāi)一來，不僅是我們電網(wǎng)，是省政府的主要領(lǐng)導(dǎo)都要到現(xiàn)場去做應(yīng)急搶險(xiǎn)指揮的。
這里也結(jié)合我們現(xiàn)在這種單兵回傳，不僅僅是通訊恢復(fù)，我們的搶險(xiǎn)隊(duì)伍出去之后，通過我們智能的穿戴工裝，不斷的傳回現(xiàn)場勘察的環(huán)境，為決策人員作出指揮的決策。
還有一些地方山爬不上去的時(shí)候，我們就會通過我們的車放出無人機(jī)，勘察這一片里面災(zāi)害的情況，回傳到我們的指揮車上去。這是無人機(jī)，還有虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)的一些應(yīng)用都在這里面體現(xiàn)了。
上次我介紹了我們福建省高功率可靠性的實(shí)驗(yàn)室，這里向大家介紹一下國網(wǎng)公司強(qiáng)臺風(fēng)抗風(fēng)減災(zāi)的實(shí)驗(yàn)室，我們是一個(gè)光伏首個(gè)臺風(fēng)類的防災(zāi)減災(zāi)實(shí)驗(yàn)室，長期致力于沿海電網(wǎng)抗風(fēng)減災(zāi)領(lǐng)域的性能監(jiān)測預(yù)警，災(zāi)情防治和應(yīng)急搶修的理論和應(yīng)用研究，為我們沿海電網(wǎng)抵御臺風(fēng)災(zāi)害，構(gòu)建防御、檢測和應(yīng)急體系，這是我們建設(shè)的一些大型裝備和實(shí)驗(yàn)室，這是我們的公關(guān)團(tuán)隊(duì)，這是我們?yōu)那?、?zāi)中、災(zāi)后應(yīng)急相應(yīng)的流程。
謝謝各位，我的匯報(bào)完了。
作者簡介：
陳彬，國網(wǎng)福建電力科學(xué)研究院（隸屬國網(wǎng)福建省電力有限公司）副院長。先后擔(dān)任中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會專家委員、福建省高供電可靠性配電技術(shù)企業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、國網(wǎng)強(qiáng)臺風(fēng)環(huán)境抗風(fēng)減災(zāi)科技攻關(guān)團(tuán)隊(duì)帶頭人、國網(wǎng)強(qiáng)臺風(fēng)環(huán)境抗風(fēng)減災(zāi)實(shí)驗(yàn)室（培育）主任助理。
（本文根據(jù)現(xiàn)場錄音整理，未經(jīng)本人審核）
