中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：5月19日至21日，“第八屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)”在深圳隆重召開， 來自中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、加拿大、西班牙、日本、韓國(guó)、澳大利亞等國(guó)和地區(qū)1500余位政府機(jī)構(gòu)、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項(xiàng)目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會(huì)。
北京睿能世紀(jì)科技有限公司戰(zhàn)略副總裁王澍在儲(chǔ)能電站專場(chǎng)，以“高性能儲(chǔ)能調(diào)頻電站解決方案”為題，發(fā)表了精彩演講。
演講內(nèi)容如下：
王澍：大家好，我是來自北京睿能的王澍，今天我給大家匯報(bào)的題目是“高性能儲(chǔ)能電站解決方案”，主要講的內(nèi)容就是給大家介紹一下國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能調(diào)頻以及調(diào)頻市場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)環(huán)境，然后給大家匯報(bào)一下我們公司的發(fā)展情況。
我們現(xiàn)在觀察到電網(wǎng)的調(diào)頻需求和調(diào)頻的供給差距是在不斷拉大的，首先從調(diào)頻需求來看，調(diào)頻需求是逐步增高的，我們覺得主要體現(xiàn)在兩方面，第一個(gè)是隨著風(fēng)電、光伏并網(wǎng)規(guī)模的不斷加大，風(fēng)電、光伏會(huì)給電網(wǎng)帶來更多的波動(dòng)性，以往電網(wǎng)只需要平抑負(fù)荷的波動(dòng)性，但是隨著風(fēng)電、光伏這種間歇性電源大規(guī)模并網(wǎng)，電網(wǎng)需要平抑風(fēng)電、光伏以及負(fù)荷三種波動(dòng)性相疊加的波動(dòng)性，所以電網(wǎng)的調(diào)頻需求是持續(xù)上升的。第二是我們最近觀察到，隨著國(guó)內(nèi)電網(wǎng)的發(fā)展，它需要大規(guī)模、遠(yuǎn)距離送電，這時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一定的電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的風(fēng)險(xiǎn)，比較典型的一個(gè)例子就是在2015年9月19號(hào)華東錦蘇直流發(fā)生雙機(jī)閉鎖，瞬間發(fā)生4900兆瓦的功率缺失。華東電網(wǎng)的頻率從49.9赫茲跌落到49.5赫茲，跌落了0.4赫茲，而且更可怕的是這個(gè)功率跌落持續(xù)了240秒才恢復(fù)到50赫茲，這對(duì)電力系統(tǒng)來講是一個(gè)巨大的風(fēng)險(xiǎn)，特別是對(duì)安全、穩(wěn)定運(yùn)行來講是巨大的風(fēng)險(xiǎn)。所以對(duì)于快速響應(yīng)電源的需求是不斷增長(zhǎng)的。但是現(xiàn)有的電源結(jié)構(gòu)下的調(diào)頻供給是比不足的。目前國(guó)內(nèi)還是以火電為主要的發(fā)電電源，特別是在三北地區(qū)，基本上是火電搭配新能源的電源結(jié)構(gòu)。從調(diào)頻能力來講，相對(duì)于儲(chǔ)能、水電和燃?xì)鈾C(jī)組，火電的性能是比較差的。另外一個(gè)是三北地區(qū)以熱定電的供電結(jié)構(gòu)會(huì)造成冬季供熱期發(fā)電機(jī)組的調(diào)節(jié)范圍變窄，特別是在風(fēng)電大發(fā)的時(shí)段，需要機(jī)組深度調(diào)峰，或者讓機(jī)組壓縮到最小出力的時(shí)候，火電幾乎失去了調(diào)頻的能力。這兩年，一些地區(qū)由于環(huán)保排放指標(biāo)的要求，迫使機(jī)組降低了它的調(diào)節(jié)性能，因?yàn)樵陬l繁變工況提供調(diào)頻的過程中，機(jī)組有些排放指標(biāo)是控制不住的，容易造成環(huán)保部門的罰款。另外一個(gè)對(duì)全行業(yè)都有影響的一個(gè)因素，就是機(jī)組長(zhǎng)期提供調(diào)頻，會(huì)增加機(jī)組本身的發(fā)電煤耗，同時(shí)也會(huì)造成機(jī)組主要設(shè)備的疲勞和磨損，容易導(dǎo)致機(jī)組的可靠性下降。
這一頁說的是儲(chǔ)能調(diào)頻對(duì)電力系統(tǒng)帶來的效益。我們都知道儲(chǔ)能由于它的快速和精確的功率調(diào)節(jié)能力，非常適合做調(diào)頻這件事情，它也是和電網(wǎng)調(diào)頻的需求相匹配的。這個(gè)圖是在美國(guó)PJM（美國(guó)最大的電力市場(chǎng)）做的一個(gè)量化的仿真分析，他們分析了在電網(wǎng)里面加多少儲(chǔ)能提供調(diào)頻是一個(gè)最優(yōu)的配比。第一行就是在沒有儲(chǔ)能的情況下，完全由常規(guī)機(jī)組，即不同類型的發(fā)電機(jī)組，如火電、燃?xì)獾忍峁┱{(diào)頻，在這種情況下，電網(wǎng)整體調(diào)頻指標(biāo)是148。然后逐步增加儲(chǔ)能的容量，PJM希望通過仿真，實(shí)現(xiàn)一個(gè)優(yōu)化的儲(chǔ)能和常規(guī)機(jī)組的配比。我們通常做儲(chǔ)能調(diào)頻，一般是功率型的儲(chǔ)能，比如說美國(guó)很多都是15分鐘，國(guó)內(nèi)我們用得多的是半小時(shí)的系統(tǒng)，英國(guó)有1小時(shí)的系統(tǒng)，所以儲(chǔ)能的電量是有限的。電力系統(tǒng)雖然大部分時(shí)間調(diào)頻的需求可以用這些電量滿足，但是有些時(shí)候還是需要常規(guī)電源來持續(xù)提供功率支撐。所以PJM研究的結(jié)果是，針對(duì)2011年7月10號(hào)這一天的仿真，儲(chǔ)能和常規(guī)電源的配比應(yīng)該是15%對(duì)85%的比例，比如說15兆瓦的儲(chǔ)能配85兆瓦的常規(guī)機(jī)組，對(duì)電網(wǎng)來講這是一個(gè)最優(yōu)的配比，這是他們能夠算出來的。這能夠達(dá)到一個(gè)什么效果呢？當(dāng)這個(gè)配比的時(shí)候，它能夠?qū)崿F(xiàn)在滿足電網(wǎng)同樣調(diào)頻效果的情況下，最優(yōu)化電網(wǎng)調(diào)頻成本。另外一個(gè)層面就是能夠釋放一定的常規(guī)機(jī)組的容量到其它市場(chǎng)去參與競(jìng)爭(zhēng)，這實(shí)際上是增加了電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率或者電力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)活力。
儲(chǔ)能調(diào)頻能夠?qū)崿F(xiàn)多贏，對(duì)電網(wǎng)來講，特別是在國(guó)內(nèi)的環(huán)境來看，無需電網(wǎng)投資，當(dāng)我們投資做儲(chǔ)能電站的時(shí)候，電網(wǎng)的直接效益是獲得了更多的快速調(diào)頻的資源，當(dāng)快速調(diào)頻資源增多的時(shí)候，它也能獲得更多快速的頻率支撐資源。對(duì)發(fā)電企業(yè)來講，在實(shí)現(xiàn)同樣的調(diào)頻效果的時(shí)候，發(fā)電企業(yè)能夠減少機(jī)組本身磨損，同時(shí)也能獲得更多的調(diào)頻補(bǔ)償收入。對(duì)于儲(chǔ)能來講，從我們做儲(chǔ)能調(diào)頻業(yè)務(wù)的第一天，我們就認(rèn)為在國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能調(diào)頻是儲(chǔ)能商業(yè)化價(jià)值最好的一種應(yīng)用，直到今天我們也是這么認(rèn)為的。所以我們認(rèn)為儲(chǔ)能調(diào)頻是國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要的發(fā)力點(diǎn)。
當(dāng)然有效益也有挑戰(zhàn)，第一個(gè)是我們面臨的政策環(huán)境，雖然我們有兩個(gè)細(xì)則，有很好的補(bǔ)償機(jī)制，但是我們也希望能夠根據(jù)調(diào)頻的需求特性來構(gòu)造調(diào)頻補(bǔ)償?shù)囊?guī)則，就是按調(diào)頻效果來補(bǔ)償。如何做到調(diào)頻效果或者調(diào)頻市場(chǎng)的效率優(yōu)化，需要電網(wǎng)的調(diào)度機(jī)構(gòu)來做一些工作，當(dāng)快速調(diào)頻資源增多的時(shí)候，電網(wǎng)的調(diào)度機(jī)構(gòu)如何能夠更好地利用這些快速調(diào)節(jié)資源，和現(xiàn)有的常規(guī)電源做到很好的匹配。對(duì)儲(chǔ)能企業(yè)來說，對(duì)廠商、運(yùn)營(yíng)商、集成商來講，我們要做好自身的技術(shù)儲(chǔ)備，我們要提高儲(chǔ)能的安全性，也需要不斷提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
目前國(guó)內(nèi)調(diào)頻市場(chǎng)化的趨勢(shì)，以往的調(diào)頻業(yè)務(wù)主要是基于兩個(gè)細(xì)則，就是發(fā)電廠運(yùn)行管理細(xì)則和輔助服務(wù)補(bǔ)償細(xì)則?，F(xiàn)在廣東、山西、山東、京津唐也在逐步開展調(diào)頻市場(chǎng)化，市場(chǎng)化和以往兩個(gè)細(xì)則補(bǔ)償最大的區(qū)別是，一方面價(jià)格是調(diào)頻的供需決定的，在廣東做得非常細(xì)，調(diào)頻市場(chǎng)一天有24個(gè)價(jià)格，也就是說每個(gè)小時(shí)根據(jù)調(diào)頻的供給和電網(wǎng)的調(diào)頻需求定價(jià)，每小時(shí)都要定價(jià)。第二是誰有資格去調(diào)頻，是通過市場(chǎng)化的手段來決定的。我們是支持調(diào)頻市場(chǎng)化方式的?，F(xiàn)在的調(diào)頻市場(chǎng)化，已經(jīng)有詳細(xì)規(guī)則的，像廣東和山西兩個(gè)調(diào)頻市場(chǎng)，一個(gè)是模擬運(yùn)行，一個(gè)是已經(jīng)正式運(yùn)行，他們?cè)谡{(diào)頻的報(bào)價(jià)、機(jī)組的選擇、出清價(jià)格以及補(bǔ)償公式等等幾個(gè)層面上，都重點(diǎn)關(guān)注了調(diào)頻性能，這個(gè)我們認(rèn)為也是非常合理的構(gòu)建調(diào)頻市場(chǎng)化的方式。當(dāng)然我們也需要注意到國(guó)內(nèi)和國(guó)外的輔助服務(wù)市場(chǎng)有兩個(gè)鮮明的差異，第一個(gè)是國(guó)內(nèi)的輔助服務(wù)的成本是不能疏導(dǎo)到用戶的，在國(guó)外所有的輔助服務(wù)最后都是用戶來支付，但是國(guó)內(nèi)是由發(fā)電企業(yè)分?jǐn)偟摹Ｔ趪?guó)外有輔助服務(wù)的市場(chǎng)里面通常有現(xiàn)貨的電能量市場(chǎng)，在國(guó)內(nèi)叫調(diào)峰調(diào)頻市場(chǎng)，我們?nèi)绾纬浞掷脵C(jī)組的調(diào)峰、調(diào)頻的特性，做好調(diào)峰調(diào)頻市場(chǎng)的耦合，這也是我們國(guó)內(nèi)輔助服務(wù)市場(chǎng)的一個(gè)鮮明的特色。
我們?cè)?011年的時(shí)候，提出了完整的儲(chǔ)能和火電機(jī)組聯(lián)合調(diào)頻的商業(yè)、技術(shù)的解決方案，那時(shí)候全世界也沒有人去做這種模式。國(guó)外的儲(chǔ)能調(diào)頻電站都是獨(dú)立的，英國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)都是獨(dú)立的儲(chǔ)能調(diào)頻電站。但是根據(jù)我們對(duì)國(guó)內(nèi)電力工業(yè)的理解，我們當(dāng)時(shí)提出了把儲(chǔ)能放在火電廠里面去做聯(lián)合調(diào)頻的這種方式，我們現(xiàn)在回來看，這種方式確實(shí)是可行的，我們?nèi)绻?dāng)時(shí)做獨(dú)立的儲(chǔ)能電站的話，可能現(xiàn)在也不一定能做出一個(gè)電站?；谖覀冞@種設(shè)想，在2013年我們投運(yùn)了全世界第一個(gè)儲(chǔ)能火電聯(lián)合調(diào)頻電站，是在北京石景山熱電，我們當(dāng)時(shí)用的是美國(guó)A123公司納米磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，我們當(dāng)時(shí)整個(gè)集裝箱是從美國(guó)海運(yùn)過來的。這個(gè)項(xiàng)目應(yīng)該算示范項(xiàng)目，我們希望能在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上論證這個(gè)模式。當(dāng)然也取得了很好的效果。我們用2兆瓦的儲(chǔ)能配合一個(gè)220兆瓦的機(jī)組，當(dāng)時(shí)調(diào)頻效果能夠排到京津唐電網(wǎng)的第一名。當(dāng)時(shí)也獲得了業(yè)界很多的關(guān)注，我們也獲得了北京市科技進(jìn)步獎(jiǎng)，作為一個(gè)民企我們還是很榮幸獲得這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)的。
第二個(gè)項(xiàng)目是一個(gè)商業(yè)化項(xiàng)目，我們?cè)谏轿鞯木┯耠姀S，我們用的是錳酸鋰電池，是9MW/4.5MWh，做的一個(gè)循環(huán)流化床機(jī)組聯(lián)合調(diào)頻業(yè)務(wù)。這個(gè)項(xiàng)目在2015年投運(yùn)之后，在山西的調(diào)節(jié)性能排第一，而且是遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于第二名的，因?yàn)楫?dāng)時(shí)山西的調(diào)頻機(jī)組的性能普遍很差。
第三個(gè)項(xiàng)目我們用的是三元鋰電池，是在山西晉能的陽光電廠，我們投運(yùn)的是9MW/4.5MWh的項(xiàng)目，當(dāng)時(shí)我們做到的Kp峰值可以達(dá)到5.8，效果非常好。
我們投運(yùn)了三個(gè)項(xiàng)目，有累計(jì)40多個(gè)月的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，三個(gè)項(xiàng)目加在一起超過了5800萬千瓦時(shí)充放電的電量。我們有30余項(xiàng)發(fā)明專利，主要是圍繞儲(chǔ)能調(diào)頻的業(yè)務(wù)開展的。除了這三個(gè)項(xiàng)目，我們今年也會(huì)在京津唐、山西和蒙西電網(wǎng)再投運(yùn)4個(gè)項(xiàng)目。
我們之前一直是以運(yùn)營(yíng)商的角色來做這個(gè)業(yè)務(wù)，除了我們的合作伙伴發(fā)電企業(yè)提供一定的支持之外，在整個(gè)項(xiàng)目的所有環(huán)節(jié)，我們是深度參與的，包括前期的分析、可研的論證、項(xiàng)目的推動(dòng)和設(shè)備的采購(gòu)、項(xiàng)目建設(shè)，一直到最后的運(yùn)維都是我們來做。當(dāng)然我們圍繞業(yè)務(wù)開發(fā)了一系列的軟硬件的產(chǎn)品。我們發(fā)現(xiàn)這兩年行業(yè)對(duì)這個(gè)業(yè)務(wù)關(guān)注度還是很高的，我們希望能夠和大家共同合作來做更多的項(xiàng)目，能夠把整個(gè)儲(chǔ)能調(diào)頻的業(yè)務(wù)在國(guó)內(nèi)快速的做大。
和大家分享一下我們的經(jīng)驗(yàn)。我們認(rèn)為這個(gè)業(yè)務(wù)是一個(gè)系統(tǒng)工程，首先需要前期的市場(chǎng)評(píng)估，針對(duì)某個(gè)區(qū)域或者某個(gè)省，我們分析它的電力系統(tǒng)特性以及政策環(huán)境，評(píng)估它是不是需要快速調(diào)頻的資源，從而評(píng)估那個(gè)區(qū)域或者省級(jí)市場(chǎng)最好；然后我們會(huì)針對(duì)某個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)估和分析，去配置最優(yōu)化的解決方案，我們會(huì)對(duì)儲(chǔ)能參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。在建設(shè)環(huán)節(jié)，我們?nèi)ミx最合適的儲(chǔ)能設(shè)備，我們作為一個(gè)集成商或者運(yùn)營(yíng)商，我們是不生產(chǎn)儲(chǔ)能設(shè)備的，我們?nèi)フ易詈线m的儲(chǔ)能設(shè)備，請(qǐng)注意做這個(gè)業(yè)務(wù)一定不是最便宜的儲(chǔ)能設(shè)備就是最好的，我們需要找性價(jià)比最高的儲(chǔ)能設(shè)備，來提供給我們項(xiàng)目。在運(yùn)行期我們不斷地迭代、優(yōu)化算法，算法實(shí)際上是儲(chǔ)能運(yùn)行的大腦，確保項(xiàng)目獲得更多的補(bǔ)償收入，這整個(gè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，當(dāng)然這里面的基礎(chǔ)就是安全性，這也是我們有一些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的地方，我們以后努力獲得更高的系統(tǒng)安全性。
基于這些實(shí)際的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，我們也不斷地開發(fā)我們自己的產(chǎn)品。在規(guī)劃、評(píng)估層面，我們有自己的一套時(shí)序仿真的程序，這是基于電網(wǎng)調(diào)頻的特性，機(jī)組運(yùn)行的特性，包括我們重點(diǎn)關(guān)注廠商的儲(chǔ)能設(shè)備的特性，我們對(duì)每個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行時(shí)序的仿真，計(jì)算出儲(chǔ)能系統(tǒng)最優(yōu)化的配置，但這個(gè)配置絕對(duì)不是簡(jiǎn)單的3%的機(jī)組容量，我們從來不是一拍腦瓜就定這個(gè)容量，我們需要進(jìn)行仿真，需要找性價(jià)比最好的一種儲(chǔ)能配置。
第二個(gè)是在儲(chǔ)能選型方面，我們有自己的一套供應(yīng)商的體系，有對(duì)于儲(chǔ)能從電芯到系統(tǒng)層面的安全性的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)。我們也自己開發(fā)了SCADA和EMS一體化的組態(tài)。因?yàn)槲覀兪遣簧a(chǎn)儲(chǔ)能設(shè)備的，我們可能會(huì)用不同廠商的設(shè)備，所以我們需要開發(fā)的SCADA和EMS系統(tǒng)能夠無縫的和其它的設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)接，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的工程實(shí)施，這是我們開發(fā)這套系統(tǒng)的一個(gè)重要的原則。然后我們實(shí)現(xiàn)了分布與集中的一體化監(jiān)控，我們不僅有儲(chǔ)能電站的監(jiān)控體系，也有電廠調(diào)度臺(tái)的監(jiān)控設(shè)備，我們?cè)诒本┑霓k公室構(gòu)建了一套調(diào)度平臺(tái)，能夠?qū)崟r(shí)地看到每個(gè)項(xiàng)目的運(yùn)行工況，能實(shí)現(xiàn)一些重要的控制方式。
在運(yùn)行維護(hù)的部分，控制系統(tǒng)是儲(chǔ)能的大腦，我們需要在保證電池壽命的前提下，最大化儲(chǔ)能和機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行之后的調(diào)頻補(bǔ)償。另外我們還有儲(chǔ)能安全以及電芯的分析工具，我們會(huì)不定期的評(píng)價(jià)儲(chǔ)能的健康狀態(tài)。
剛才介紹了我們自己研發(fā)的除了儲(chǔ)能之外的所有的業(yè)務(wù)相關(guān)的軟硬件的系統(tǒng)，儲(chǔ)能設(shè)備是一個(gè)最重要的環(huán)節(jié)，是應(yīng)用里面的主設(shè)備，儲(chǔ)能設(shè)備的安全性不容忽視。在這方面，業(yè)界討論的比較多的是電芯的物理層面的安全性，但是這個(gè)我認(rèn)為是不足以說明儲(chǔ)能系統(tǒng)安全性的，對(duì)我們或者是對(duì)發(fā)電廠業(yè)主來講，從儲(chǔ)能系統(tǒng)整體安全性才是真正的安全性。我們?cè)谟懻撾娦疚锢硖匦园踩缘幕A(chǔ)上，要關(guān)注包括儲(chǔ)能系統(tǒng)以及其它的部件，比如BMS系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)，還有集裝箱的消防系統(tǒng)等等全套的和安全性相關(guān)的設(shè)計(jì)和工藝。我們的經(jīng)驗(yàn)告訴我們系統(tǒng)整體的設(shè)計(jì)對(duì)于安全性的影響是很大的。所以我們基于前面三個(gè)項(xiàng)目的一些運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，我們最近也整合了自己的供應(yīng)商體系，對(duì)我們的供應(yīng)商提出了適應(yīng)于中國(guó)調(diào)頻應(yīng)用環(huán)境的儲(chǔ)能系統(tǒng)。我們希望能夠?yàn)闃I(yè)主或者說為所有的項(xiàng)目提供安全可靠、高性能的儲(chǔ)能調(diào)頻解決方案。
謝謝大家！
