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(huì)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(huì)。大會(huì)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(huì)最具價(jià)值的聲音。
大會(huì)期間，國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院高級工程師于芃在“儲能電站暨微電網(wǎng)專場”，以《儲能技術(shù)在多能互補(bǔ)集成優(yōu)化的微電網(wǎng)中的應(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)山東省電力公司電力科學(xué)研究院高級工程師于芃
于芃：尊敬的各位專家、各位同仁，大家上午好。本來這次報(bào)告本來應(yīng)該是由我們的孫總來親自匯報(bào)，但是由于工作原因，他今天不能親自到場。我是來自山東電科院的于芃。首先介紹一下儲能技術(shù)的發(fā)展，儲能產(chǎn)業(yè)是新能源領(lǐng)域的最后一公里，也是實(shí)現(xiàn)能源互聯(lián)網(wǎng)的蓄水池，儲能在我們電力的發(fā)電、輸電、配電以及用戶側(cè)都有著廣闊的應(yīng)用場景。首先在發(fā)電領(lǐng)域，大規(guī)模的可再生能源功率并網(wǎng)的會(huì)引起系統(tǒng)的有功無功的振蕩，用儲能系統(tǒng)進(jìn)行可再生能源的平抑、調(diào)峰，提高消納能力。儲能系統(tǒng)也可以有提高網(wǎng)絡(luò)資源和設(shè)施的利用率，也可以提高用戶對于分布式能源的消納能力，滿足電能質(zhì)量要求。目前全球累計(jì)的儲能容量裝機(jī)規(guī)模達(dá)到了146.1GW，這個(gè)表所展示的就是目前所有的儲能系統(tǒng)從大類上劃分可以分為機(jī)械儲能、電化學(xué)儲能、電磁儲能，因?yàn)楦黝悆δ艿奶攸c(diǎn)和性能是千差萬別的，因此我們在應(yīng)用的時(shí)候需要根據(jù)一系列的特點(diǎn)結(jié)合我們的需求進(jìn)行選擇。
下面給大家介紹目前的常見儲能方式的應(yīng)用情況，首先是抽水蓄能，這是目前作為成熟的儲能技術(shù)，也是世界上最具經(jīng)濟(jì)型的大規(guī)模儲能方式。國內(nèi)自主化的抽水需能設(shè)備在2016年最大的單機(jī)容量達(dá)到了37.5萬千瓦，規(guī)劃2020年時(shí)投運(yùn)抽水蓄能總裝機(jī)容量達(dá)到52GW。我們知道飛輪儲能幾乎不需要運(yùn)行維護(hù)，壽命可以長達(dá)20年，但是能量密度不夠高，自放電率高。壓縮空氣儲能是系統(tǒng)容量大，使用壽命長，我們主要是考慮將空氣的液化來大幅度的降低體積，擺脫對大型儲能洞穴的依賴。超導(dǎo)儲能的效率比較高，可以達(dá)到95%左右的轉(zhuǎn)換效率。我國對超導(dǎo)儲能系統(tǒng)的研究和應(yīng)用主要是針對于突破高溫超導(dǎo)儲能技術(shù)。
下面介紹一下電池儲能，電池儲能目前是我們研究的一個(gè)熱點(diǎn)，也是我們進(jìn)行技術(shù)突破的一個(gè)重點(diǎn)。電池儲能總體上可以分為目前的鉛酸儲能、鋰離子電池儲能、液流儲能以及鈉硫電池儲能。這個(gè)表就是展示的各類電池一系列性能指標(biāo)的比較表。氫儲能的能量密度高，運(yùn)行維護(hù)成本低，可長期存儲，并且過程無污染。我國在氫儲能系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)的氫燃料電池和加氫站方面已經(jīng)有了相關(guān)的建設(shè)。這個(gè)表是從2011年以來我國的主要的儲能電站的示范項(xiàng)目，目前國內(nèi)的儲能將側(cè)重于市場應(yīng)用、重大儲能技術(shù)研究及產(chǎn)業(yè)化示范，并納入國家的科技發(fā)展計(jì)劃，未來將積極探索不同場景、技術(shù)、規(guī)模和領(lǐng)域下的儲能商業(yè)應(yīng)用，規(guī)范相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和檢測體系，為后續(xù)的儲能產(chǎn)業(yè)補(bǔ)貼做好準(zhǔn)備。
下面與各位專家分享一下多能互補(bǔ)技術(shù)的發(fā)展，以及儲能在過能互補(bǔ)技術(shù)中的應(yīng)用。多能互補(bǔ)就是說我們多種能源進(jìn)行綜合開發(fā)利用，通過多種能源的互補(bǔ)特性實(shí)現(xiàn)綜合能源高效利用和可靠供電。我們知道近些年來隨著我國中東部地區(qū)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，中東部地區(qū)的霧霾也非常嚴(yán)重，利用多能互補(bǔ)技術(shù)可以有效緩解我們經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展與環(huán)境污染日益嚴(yán)重之間的矛盾，來推進(jìn)國家頒布并實(shí)施的節(jié)能減排政策。從2015年起我國已經(jīng)發(fā)布了一系列關(guān)于推進(jìn)多能互補(bǔ)建設(shè)的指導(dǎo)意見。在2015年的3月中共中央國務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》，要求要積極開展分布式電源項(xiàng)目的各類試點(diǎn)和示范。2016年3月國家工信部、發(fā)改委、能源局提出要有效促進(jìn)能源和信息深度融合，推動(dòng)能源領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)性改革。2016年8月國家發(fā)改委、能源局發(fā)布《關(guān)于推進(jìn)多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程建設(shè)的實(shí)施意見》，提出要實(shí)現(xiàn)多能協(xié)同供應(yīng)和能源綜合利用。在2017年的1月國家發(fā)改委、能源局發(fā)布了《能源發(fā)展十三五規(guī)劃以及可再生能源發(fā)展十三五規(guī)劃》，強(qiáng)調(diào)更加注重系統(tǒng)優(yōu)化，積極構(gòu)建指揮能源系統(tǒng)。
多能互補(bǔ)分布式能源綜合利用是清潔能源與可再生能源高效利用的重要方式，但各類能源的特性差異及生產(chǎn)消費(fèi)間的復(fù)雜耦合關(guān)系對多能互補(bǔ)系統(tǒng)的規(guī)劃、調(diào)控、運(yùn)營提出了挑戰(zhàn)。因此未來若干年內(nèi)對于多能互補(bǔ)進(jìn)行的規(guī)劃、調(diào)控、可靠功能以及能效提升將成為研究的一個(gè)熱點(diǎn)。多能互補(bǔ)系統(tǒng)的運(yùn)用方式總體上可以分成兩類：第一類是一體化集成多能系統(tǒng)，主要是集中在新城鎮(zhèn)、新產(chǎn)業(yè)園區(qū)、商務(wù)區(qū)和海島地區(qū)等特殊地段，綜合利用這些區(qū)域內(nèi)比較豐富的天然氣、風(fēng)能、太陽能、地?zé)峄蛘呱镔|(zhì)能的能源進(jìn)行綜合開發(fā)，通過優(yōu)化布局一些電力網(wǎng)、熱力網(wǎng)、供冷供暖的管道實(shí)現(xiàn)多種能源系統(tǒng)的互補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)能源生產(chǎn)的就地生產(chǎn)和就地消納來提高能源的綜合利用效率。
第二是風(fēng)光水儲多能系統(tǒng)，主要是真正大型的綜合能源基地，像風(fēng)能、太陽能、水能、煤炭、天然氣等資源優(yōu)勢的開展風(fēng)火水儲等多能互補(bǔ)系統(tǒng)的一體化運(yùn)行，來提高電力系統(tǒng)輸出功率的穩(wěn)定性，提升電力系統(tǒng)消納風(fēng)電、光伏等間歇性可再生能源的能力和綜合效應(yīng)。儲能是多能互補(bǔ)技術(shù)中多類新能源作為協(xié)調(diào)統(tǒng)一調(diào)度的蓄水池，也是實(shí)現(xiàn)能源互補(bǔ)及能量雙向流動(dòng)的重要方面。儲能在多能互補(bǔ)中的應(yīng)用主要可以分為如下5個(gè)方面的應(yīng)用場景：第一是用戶對于風(fēng)光儲和互補(bǔ)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電量的存儲和峰谷差的差價(jià)，這樣促進(jìn)用戶對于這種分布式可再生能源的消納能力。第二種是參與間歇性可再生能源的功率，這種方式主要是針對風(fēng)光等可再生能源輸出功率的不足問題，利用儲能系統(tǒng)對間歇性、不穩(wěn)定的功率進(jìn)行平抑，從而提高區(qū)域的供電電能質(zhì)量，來有效減少棄風(fēng)棄光現(xiàn)象的發(fā)生。第三就是可以提高利用率，緩解電力壓力，這種應(yīng)用是主要是針對一些特殊地區(qū)，比如說一些旅游區(qū)或者是像南方的一些炒制茶葉的一些集中區(qū)域。在這些區(qū)域里它的特點(diǎn)就是說在每年的某個(gè)時(shí)段會(huì)非常集中，峰值負(fù)荷會(huì)達(dá)到平時(shí)負(fù)荷的2到3倍甚至更高。如果這時(shí)候電力公司按照最大符合去設(shè)計(jì)變壓器的話會(huì)導(dǎo)致變壓器的利用率非常的低，為此我們可以在當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)一定量的儲能系統(tǒng)，在負(fù)荷低谷時(shí)段將這些電量進(jìn)行存儲，在需要的時(shí)候進(jìn)行釋放。第四，通過冷熱電聯(lián)合儲能系統(tǒng)可以打同電能與熱能聯(lián)絡(luò)通道，實(shí)現(xiàn)對冷熱電等多種能源形式的互補(bǔ)開發(fā)和綜合利用，提升系統(tǒng)綜合利用效率，利用電儲熱技術(shù)，還可以解決高可再生能源滲透率地區(qū)的棄風(fēng)、棄光問題。第五，參與系統(tǒng)調(diào)頻、調(diào)壓，提高區(qū)域負(fù)荷供電可靠性。
第三部分與大家分享一些相關(guān)的政策，這個(gè)表所展示的就是近年來歐美一些主流的國家對于儲能的發(fā)展規(guī)劃出臺的一系列的相關(guān)政策。這個(gè)表所展示的是從2014年以來我國所出臺的對于儲能發(fā)展的一系列的行動(dòng)規(guī)劃，除了一系列的行動(dòng)規(guī)劃之外，我國從2016年以來為了進(jìn)一步推進(jìn)儲能技術(shù)的發(fā)展和儲能的商業(yè)化落地，推出的一系列的指導(dǎo)意見來進(jìn)一步的推動(dòng)我國儲能事業(yè)的商業(yè)化進(jìn)程。我國是世界上最大的能源生產(chǎn)和消費(fèi)國，煤電、水電、風(fēng)電、太陽能發(fā)電的規(guī)模均居世界第一，在多能互補(bǔ)方面強(qiáng)還有很大的優(yōu)勢。為此國家發(fā)改委和國家能源局《關(guān)于推進(jìn)多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程建設(shè)的實(shí)施意見》，明確提出十三五期間建成國家級終端一體化集成功能示范工程20項(xiàng)以上，國家級風(fēng)光水火儲多能互補(bǔ)示范工程3項(xiàng)以上，到2020年各省區(qū)市新建產(chǎn)業(yè)園區(qū)采用終端一體化集成功能系統(tǒng)的比例達(dá)到50%左右，既有產(chǎn)業(yè)園區(qū)實(shí)施能源綜合梯級利用改造的比例達(dá)到30%左右。
最后與大家分享兩個(gè)多能互補(bǔ)的案例，第一個(gè)案例是在我們山東的某個(gè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，由這個(gè)圖我們可以看到在這個(gè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)具備了這種基因庫、工業(yè)研究院、生物制造以及電器生產(chǎn)和檢測等一系列重要工業(yè)負(fù)荷。這些重要工業(yè)負(fù)荷的顯著特點(diǎn)就是說對電能供給的可靠性要求非常高，不允許出現(xiàn)電力中斷。同時(shí)這些工業(yè)負(fù)荷在生產(chǎn)過程中有明顯的冷熱負(fù)荷需求。同時(shí)在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的周邊已建成一個(gè)18GW的風(fēng)電場，已建成了一個(gè)1.2GW的混合電能三聯(lián)供系統(tǒng)，同時(shí)還建成一個(gè)2.2GW熱能系統(tǒng)。因此從這個(gè)分析可以看到該區(qū)域是非常適合開展這種風(fēng)光儲天然氣等多能互補(bǔ)系統(tǒng)的開發(fā)。我們后期還要進(jìn)行一定的建設(shè)，首先要建設(shè)一定量的光伏，另外我們還要深化建設(shè)一些三聯(lián)供系統(tǒng)，同時(shí)要對當(dāng)?shù)氐囊恍┤计鸸芫W(wǎng)、熱氣管網(wǎng)等等做相對的改造。最關(guān)鍵的是我們要建設(shè)一些冷熱電的聯(lián)合儲能系統(tǒng)，參與多能互補(bǔ)系統(tǒng)的調(diào)控。
為了實(shí)現(xiàn)這種多能互補(bǔ)系統(tǒng)的協(xié)同開發(fā)和綜合利用，我們構(gòu)建了一個(gè)三層的混合結(jié)構(gòu)。首先在這里我們對于多類型的分布式能源對應(yīng)用負(fù)荷就地安裝檢測設(shè)備，對所有的設(shè)備進(jìn)行統(tǒng)一的采集。所有的數(shù)據(jù)經(jīng)過協(xié)調(diào)層進(jìn)行數(shù)據(jù)的初步匯集和整理，最終上傳到我們的綜合管控平臺。通過這種管控平臺對這種多類型的分布式能源進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化調(diào)度，實(shí)現(xiàn)該區(qū)域風(fēng)光水火天然氣等多能能源的協(xié)調(diào)開發(fā)和利用。同時(shí)該區(qū)域斷開與外部電網(wǎng)連接可以像微電網(wǎng)一樣獨(dú)立自主運(yùn)行，同時(shí)要求該區(qū)域的綜合效率要達(dá)到75%甚至更高以上。第二個(gè)案例是我們在山東電科院的園區(qū)建立的一套多能互補(bǔ)的微電網(wǎng)示范工程。這個(gè)示范工程采用的是交直流混合微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，首先在直流微電網(wǎng)區(qū)域我們建設(shè)的是平板式的輸入光伏，就近我們建設(shè)了一套鉛酸電池儲能系統(tǒng)。在交流系統(tǒng)中我們結(jié)合了我們園區(qū)實(shí)地的特點(diǎn)，主要是建設(shè)了一些光伏系統(tǒng)，這主要包括了光伏幕墻發(fā)電系統(tǒng)、屋頂光伏等等，同時(shí)我們還選擇性的建設(shè)了兩臺風(fēng)機(jī)，同時(shí)我們還加設(shè)了一些多能互補(bǔ)以及交直流的充電樁。未來參與整個(gè)系統(tǒng)的一個(gè)多能互補(bǔ)運(yùn)行，我們還建設(shè)了一套混合儲能系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要是由天然氣、磷酸鐵鋰電池以及鉛酸電池構(gòu)成。同時(shí)未來我們還規(guī)劃建設(shè)一套冷熱電的三聯(lián)供系統(tǒng)，我們可以實(shí)現(xiàn)為我們這個(gè)園區(qū)一套穩(wěn)定可靠的備用電源，這種電源大部分都來自于我們的風(fēng)光等清潔能源。同時(shí)我們還可以通過我們的冷熱電三聯(lián)供系統(tǒng)滿足我們園區(qū)最基礎(chǔ)的冷熱負(fù)荷的需求。
（本文根據(jù)現(xiàn)場錄音整理，未經(jīng)本人審核）
