中國儲能網(wǎng)訊：5月19日至21日，“第八屆中國國際儲能大會”在深圳隆重召開， 來自中國、美國、德國、英國、加拿大、西班牙、日本、韓國、澳大利亞等國和地區(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。
北控智慧能源投資有限公司總經(jīng)理蘭云鵬在能源互聯(lián)網(wǎng)與多能互補(bǔ)專場，發(fā)表了題為“高比例可再生能源下儲能的應(yīng)用”的精彩演講。
演講內(nèi)容如下：
蘭云鵬：分布式光伏的發(fā)展，不是今天會議的重點(diǎn)，簡單過一下。目前分布式光伏這兩年的發(fā)展是爆發(fā)式的增長，它在電網(wǎng)中的比例越來越高，從地域、接入幾個方面對電網(wǎng)來說提出更高的要求。分布式的優(yōu)點(diǎn)就近消納，減少遠(yuǎn)距離送電造成的電能損耗。充分利用居民、工廠、商業(yè)建筑等。三是規(guī)模小、數(shù)量多、地理分散、功率隨機(jī)波動大。四是可再生能源的通病，不可見、不可調(diào)度，管理難度非常大。分布式光伏，不光光伏，包括現(xiàn)在的分布式分散式風(fēng)電，還有其他的可再生能源對電網(wǎng)有很強(qiáng)的依賴性，對電網(wǎng)的穩(wěn)定性造成不良影響。所以目前整個分布式發(fā)電在電網(wǎng)內(nèi)部是有些容量的限制。分布式電源和電網(wǎng)之間屬于剛性、不友好，雖然有可再生能源配額收購的文件，但是我們對電網(wǎng)有比較硬性的沖擊。分布式還有不確定性，主要是補(bǔ)貼的，這不是我們會議討論的問題。
跟電網(wǎng)的接納能力有限，以前電網(wǎng)是有一個不成文的規(guī)定，變壓器容量的25%是你這個分散式、分布式、光伏或者風(fēng)電接納的比例，為什么有這個容量限制？那就是考慮到電網(wǎng)的安全性的問題，當(dāng)然了，25%不一定不安全，30%也不一定不安全，這取決于當(dāng)?shù)貙?shí)際的負(fù)荷情況，這些數(shù)據(jù)對電源來說是無法控制的，只能接受電網(wǎng)的被動調(diào)度。從這方面考慮，從電網(wǎng)安全的角度看，電網(wǎng)要投入備用電源改善配網(wǎng)的運(yùn)行方式，來維護(hù)高比例的可再生能源的接入，肯定會產(chǎn)生一些負(fù)擔(dān)和成本。
針對這種情況，我們推出了第一儲能在這方面的應(yīng)用，就是分布式光伏+儲能。
利用工商業(yè)峰谷差，在江蘇、廣東等地，在這部分有一定的盈利性。所以我們結(jié)合儲能的調(diào)峰的電價盈利性，結(jié)合分布式發(fā)電的收益性，結(jié)合起來，推出分布式光伏+儲能的模式。提高光伏發(fā)電的自發(fā)自用的比例，由原來的在變壓器下，25%的容量通過儲能的調(diào)節(jié)進(jìn)一步把容量擴(kuò)大，通過削峰填谷獲得電價的套利，儲能調(diào)峰的收益。我對電網(wǎng)還提供了備用電源和UPS的功能。對電網(wǎng)來說是平抑光伏發(fā)電的波動，緩解光伏發(fā)電對電網(wǎng)的影響。我可以在中午的光伏大發(fā)的時候存下來，用到晚上峰值的時候釋放，減少電網(wǎng)的壓力，起到削峰填谷的作用。這個還有一些不確定因素，整個收益局限于電網(wǎng)的電價，存在結(jié)算問題。光伏負(fù)荷受季節(jié)性的影響比較大，固定儲能的投資很難獲得穩(wěn)定的回報和比較滿意的經(jīng)濟(jì)性。所以我們覺得從電價成本、系統(tǒng)資源等多方面考慮，我們想怎么樣進(jìn)一步提高能源的效率和經(jīng)濟(jì)性，我們就采取多能互補(bǔ)和微電網(wǎng)的模式。
分布式光伏現(xiàn)在變成多能和光伏發(fā)電、儲能、風(fēng)力發(fā)電、燃?xì)獍l(fā)電，還有現(xiàn)在做的試點(diǎn)，從電源側(cè)把單一的光伏發(fā)電變成多能發(fā)電的特點(diǎn)。另外電源變成由電壓源、電力電子、同步發(fā)電機(jī)等幾種電源結(jié)合起來，這里面大比例是可再生能源，分散式風(fēng)電、分布式光伏，存在一定的波動，負(fù)荷不停變化，因?yàn)樨?fù)荷是工業(yè)和民用用的負(fù)荷，它的變化不受你的控制。還有儲能，不同的微電網(wǎng)下儲能的應(yīng)用場景是不一樣的，要根據(jù)不同的微電網(wǎng)的需求，負(fù)荷的需求和微電網(wǎng)安全的需求，配置不同的儲能。有的需要提供調(diào)頻服務(wù)的地方，可以多用磷酸鐵鋰的電池，如果僅僅需要起到備用電源和調(diào)峰功能的場景，我可能用一些鉛碳甚至鉛酸電池。目前多能、多源、多機(jī)、多變是我們面臨的幾個大的挑戰(zhàn)。
解決方案，通過設(shè)計優(yōu)化、合理配置，應(yīng)用不同電源的特性來減少整個微電網(wǎng)投入的冗余配制，優(yōu)化投資組合，提高微電網(wǎng)的性價比。根據(jù)不同的微電網(wǎng)，比如現(xiàn)在內(nèi)蒙呼和浩特的微電網(wǎng)項(xiàng)目，它主要充分利用當(dāng)?shù)氐呢S富風(fēng)資源和光資源，又結(jié)合引進(jìn)了固定用電的負(fù)荷，形成了比較可靠的穩(wěn)定負(fù)荷，在這種情況下，我們達(dá)到了電源、配網(wǎng)負(fù)荷完美的收益。第二個是配合儲能，混合儲能，儲能絕對不是單一的模式。這里面大概采用多種鉛碳儲能，鋰電，甚至嘗試飛輪和壓縮空間，是整個支撐性的儲能。通過不同的儲能應(yīng)用模式，提高系統(tǒng)的彈性，提高可再生能源的穿透力，提供供電的可靠性。最后是整個微電網(wǎng)內(nèi)部，每個電源點(diǎn)實(shí)現(xiàn)充分自治和受控共享，分散風(fēng)險，還有很強(qiáng)的容錯能力，我們電網(wǎng)建成以后，只有全年發(fā)電量的25%和電網(wǎng)發(fā)生交易，其他的電源全部要在負(fù)荷側(cè)，微電網(wǎng)內(nèi)部全部消納掉。到這一步，多能互補(bǔ)和微電網(wǎng)的核心技術(shù)之一就是儲能。傳統(tǒng)意義上的儲能系統(tǒng)，一個比較正常的充放電的曲線。這是我們在微電網(wǎng)內(nèi)部測出來的儲能的充放電的曲線，大家可以看到，微電網(wǎng)的應(yīng)用上和大電網(wǎng)的并網(wǎng)充放電的規(guī)律完全不一樣。
微電網(wǎng)主要是考慮兩方面，儲能系統(tǒng)，首先要從系統(tǒng)上的需求，一是系統(tǒng)上的功率需求，第二個是能量上的需求。當(dāng)然，作為投資商來講，首先要提的是項(xiàng)目收益率，如果我的投資收不回成本，這個技術(shù)也是不值得推廣和應(yīng)用的。所以在這里面，我們重點(diǎn)考慮的是投資成本和運(yùn)營成本，目前做到的鋰電整個儲能成本低于5毛1，鉛碳低于3毛1。系統(tǒng)級的配置設(shè)計還是剛才提到，用不同的儲能混合搭配，獲得較高系統(tǒng)的性價比，選擇不同功率和容量的儲能搭配，可以獲得系統(tǒng)的能效。整個系統(tǒng)里面儲能不光起到單一的作用，我起到調(diào)頻、調(diào)壓、備用的作用。儲能應(yīng)用管理是在系統(tǒng)層面進(jìn)行能效運(yùn)營成本的優(yōu)化，能效和運(yùn)營成本優(yōu)化和能效管理，智能化維護(hù)性充放電管理，維持蓄電池的健康狀況，我們和國內(nèi)知名的電池管理系統(tǒng)供應(yīng)商做一些聯(lián)合的研發(fā)。包括我們對電池、BMS要求主動均衡，把電池的健康狀況控制在比較好的狀態(tài)。我們爭取不同的電芯壽命10年，是不是可以突破一點(diǎn)，有好的均衡系統(tǒng)做到12年、13年。
另外一個核心技術(shù)就是能量管理系統(tǒng)，能量管理系統(tǒng)是在整個微電網(wǎng)內(nèi)部，多種電源、多種負(fù)荷，還有多種的不同配電網(wǎng)，所以我們從電網(wǎng)內(nèi)部看，微電網(wǎng)內(nèi)還有電力電子結(jié)合，小型電力系統(tǒng)，具備完整的發(fā)配電控制功能，實(shí)現(xiàn)功率和能量的優(yōu)化調(diào)度，具備獨(dú)立運(yùn)行能力。微電網(wǎng)發(fā)生與大電網(wǎng)的解列，保證核心負(fù)荷，在一周甚至幾小時內(nèi)穩(wěn)定的不間斷電源，不間斷供電，從電網(wǎng)角度看，我們想做成的目標(biāo)是對電網(wǎng)來說是可控的主體，而不是雜亂無章，隨時跟著風(fēng)或者太陽走，不是這樣。做成微電網(wǎng)，目前跟調(diào)度，可以精確預(yù)測到兩個小時以后微電網(wǎng)的用電和負(fù)荷電源出力報告給電網(wǎng)，我可以在一個小時內(nèi)接受電網(wǎng)對我一個小時的調(diào)度，這對電網(wǎng)來說是非常友好型，盡量改變電網(wǎng)對高比例可再生能源接入電網(wǎng)心里面的障礙。它為什么擔(dān)心？因?yàn)槟阃耆豢煽兀ㄟ^能量管理系統(tǒng)，通過儲能達(dá)到，還有功率預(yù)測負(fù)荷管理，都加在一起，達(dá)到微電網(wǎng)是設(shè)計電網(wǎng)可控的系統(tǒng)，對于電網(wǎng)來說，這部分的負(fù)擔(dān)會變得越來越小。
這是我們整個控制策略的時間軸，分鐘級保證微電網(wǎng)的穩(wěn)定，小時級考慮電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性，到年，微電網(wǎng)的能量管理系統(tǒng)是不斷的系統(tǒng)自動的優(yōu)化和自我學(xué)習(xí)，它根據(jù)你的微電網(wǎng)內(nèi)部負(fù)荷的特點(diǎn)，不斷測試不同的策略，保證微電網(wǎng)處在最佳的運(yùn)行狀態(tài)。這是我們的一些原則，系統(tǒng)連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行是我們的第一原則。二是利用不同的電源特性精控儲能，充分實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的投資收益率。三是根據(jù)不同用戶特性，不同的資源季節(jié)和歷史數(shù)據(jù)庫建立自學(xué)習(xí)的EMS系統(tǒng)。
最后區(qū)域能量管理平臺，最終有幾個微電網(wǎng)，里面有互通互連，這是能源互聯(lián)網(wǎng)的理念比較接近，通過這個點(diǎn)，能夠做到在一個微電網(wǎng)發(fā)生故障的時候，由其他微電網(wǎng)支持電源，達(dá)到區(qū)域的支撐。這是我們最后努力的目標(biāo)。區(qū)域和大電網(wǎng)之間的接口，可控和非依賴，可再生能源接入電網(wǎng)，現(xiàn)在需要電網(wǎng)和火電提供各種調(diào)頻服務(wù)，可再生能源為什么達(dá)不到這個要求？為什么又要想提高整個電源系統(tǒng)、能源系統(tǒng)中的占比，只有解決掉我自己的穩(wěn)定性的問題，才能去跟其他的電源比，我是干凈的、潔凈的，又可控，才能提高能源系統(tǒng)的競爭力。通過區(qū)域能源交易來優(yōu)化區(qū)域內(nèi)的資源利用提高經(jīng)濟(jì)型，區(qū)域能源管理可以增加可再生能源占比。增加用戶供電選擇和重要負(fù)荷供電的可靠性。新能源和儲能的投資者真正成為電力市場中的參與者。優(yōu)化電能的輸入方式和減少電力系統(tǒng)的資源冗余，增強(qiáng)電力系統(tǒng)彈性，增強(qiáng)電網(wǎng)對災(zāi)難或戰(zhàn)爭的抵御能力。我的微電網(wǎng)屬于一種分散式電網(wǎng)，一旦大的電網(wǎng)出現(xiàn)問題，這些微電網(wǎng)都可以在極端情況下獨(dú)立運(yùn)作一段時間，對電網(wǎng)的各種不可見的災(zāi)難會提高能力。
這是我們的案例分析。我們在西藏洋易做的4.5MW、20.7MWH的項(xiàng)目，去年年底并網(wǎng)。每天微電網(wǎng)提供1.5萬度電，儲能系統(tǒng)在35KV側(cè)運(yùn)行效率是85%，系統(tǒng)響應(yīng)速度在100毫秒以內(nèi)。能夠降低系統(tǒng)的造價，其實(shí)我們的目標(biāo)是向大型的抽水蓄能電站做對比，如果低于它，我們的儲能才有更廣大的發(fā)展。江蘇鎮(zhèn)江有一個6.5MW的分布式光伏和10MW/40MWH鋰電池儲能系統(tǒng)和10套充電樁。每年給用戶節(jié)約了15%電費(fèi)支出，度電成本是低于行業(yè)的平均水平。我們這個項(xiàng)目是20臺儲能變流器并列運(yùn)行，7月份并網(wǎng)之后，歡迎大家過去參觀。這是澳洲一個項(xiàng)目，12MW光伏，10MW/20MWH。
時間原因，我先說到這里，謝謝大家！
