中國儲能網(wǎng)訊：2018年9月19-20日，首屆全國發(fā)電側(cè)儲能技術(shù)及應(yīng)用高層研討會在西安綠地假日酒店隆重舉行。
本次會議由全國微電網(wǎng)與分布式電源并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會、中國電力工程顧問集團西北電力設(shè)計院有限公司、中國電建集團西北勘測設(shè)計研究院有限公司、中國科學(xué)院電工研究所儲能技術(shù)研究組、深圳市科陸電子科技股份有限公司、浙江南都電源動力股份有限公司、廈門科華恒盛股份有限公司、惠州億緯鋰能股份有限公司、浙江超威電力有限公司、成都特隆美儲能技術(shù)有限公司、廣州智光儲能科技有限公司、長興太湖能谷科技有限公司等單位聯(lián)合主辦，易事特集團股份有限公司、上能電氣股份有限公司、鈦白金科技（深圳）有限公司、陽光電源股份有限公司等單位聯(lián)合支持。
會議由中國儲能網(wǎng)和中國儲能電站網(wǎng)聯(lián)合承辦。來自政府主管部門、能源監(jiān)管部門、行業(yè)專家、設(shè)計院、新能源發(fā)電業(yè)主單位、電力公司、系統(tǒng)集成商、項目承包商、投融資機構(gòu)等400余位代表出席了本次研討會。
中國電力工程顧問集團西北電力設(shè)計院有限公司新能源開發(fā)分公司設(shè)計總工程師黃興宇出席了本次會議，并發(fā)表了題為《風(fēng)電電源側(cè)儲能電站的應(yīng)用案例》的報告，以下為報告全文：
黃興宇：非常榮幸參加本次大會，也非常榮幸與大家分享電源側(cè)儲能電站的成果。
一、電源側(cè)儲能電站的應(yīng)用
為了促進能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)清潔低碳發(fā)展，我們大力開展清潔能源，裝機容量占比日益提高，隨著清潔能源高速發(fā)展的同時，在電源側(cè)布置儲能系統(tǒng)能有效的改善電能質(zhì)量，我們總結(jié)了在電源側(cè)儲能電站主要是為了實現(xiàn)幾方面的功能。一是快速響應(yīng)調(diào)頻調(diào)壓，二是平滑功率輸出，三是跟蹤計劃處力，四是削峰填谷。我們的項目主要是對風(fēng)電場進行系統(tǒng)的研究，本次研究儲能總共模式是20兆瓦時，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)配置了一個5兆瓦儲能子系統(tǒng)，分析儲能系統(tǒng)對風(fēng)電出力的改善。風(fēng)電場出力波動，存在著棄風(fēng)現(xiàn)象，功率預(yù)測系統(tǒng)的準(zhǔn)確率有待提高，儲能電池為功率型電池，具有高倍率放電能力。風(fēng)電與儲能進行互補，平滑風(fēng)電發(fā)電出力，降低出力波動率，儲能系統(tǒng)介入風(fēng)電，提高跟蹤計劃出力的能力及準(zhǔn)備性。考慮到儲能電站的調(diào)峰能力，我們根據(jù)電池的功率性特性，根據(jù)削峰填谷的特性來分析鈦酸鋰電池對儲能電站的調(diào)峰能力。
二、項目概況及電池特性
本項目是風(fēng)電場電源側(cè)電池儲能示范項目，風(fēng)電場于2012年建成投產(chǎn)，儲能電站分為四個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)為五兆瓦時，主要功能是平滑功率曲線和跟蹤計劃出力。目前正在開展設(shè)計，業(yè)主同步在進行招標(biāo)工作，計劃2019年上半年投入運行。
項目建設(shè)的必要性，儲能電站的建設(shè)符合國家的相關(guān)政策以及行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，有利于節(jié)能減排，改善生態(tài)，保護環(huán)境，有助于推動地方經(jīng)濟的發(fā)展。建設(shè)地新能源裝機規(guī)模大，綜合開發(fā)條件好，有利于改善區(qū)域電網(wǎng)穩(wěn)定性，推動新能源利用與消納。示范和促進儲能技術(shù)的發(fā)展，提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。目前我國儲能行業(yè)呈現(xiàn)出了多元化發(fā)展的良好態(tài)勢，技術(shù)開發(fā)已經(jīng)應(yīng)用加速，基本上具備了產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)，在電池儲能行業(yè)目前應(yīng)用的電池種類較多，本項目用的是鈦酸鋰電池，鈦酸鋰電池主要是應(yīng)用在電動公交車等方面，它具有大功率、高倍率的充放電，可滿足3C—10C的恒流充放電需求和10C—60C的短時間脈沖充放電需求。還具有高安全性，長循環(huán)壽命，受外力破壞后不冒煙不起火，且在高倍率充放電下仍具有極高的安全性。而且在絕大部分地區(qū)使用不受到限制。鈦酸鋰電池的成本較高，本項目選用的是高倍率電芯，下一步電池廠家關(guān)于鈦酸鋰電池特性，設(shè)定相對的降低功率密度，提高能量密度，適當(dāng)?shù)慕档碗娬窘ㄔO(shè)成本。
這是幾個電池測試數(shù)據(jù)，在零下40度的充放電可保持60%的可逆容量，3C循環(huán)8700次，容量保持高于88%。唯一可十分鐘內(nèi)完成充電的電池，通過針刺、短路、擠壓、槍擊、火焰的測試。
三、儲能電站運行研究
我們選取的是風(fēng)電場一期的資源以及實際的運行數(shù)據(jù)進行分析，配置了三個儲能方案，為了更直觀的顯示儲能電池對電站功率輸出的平滑作用，分別選取了四個典型日的數(shù)據(jù)進行分析。藍(lán)色曲線是風(fēng)功率曲線，紅色曲線是平滑出力波動以后的狀態(tài)，從這些數(shù)據(jù)我們另外統(tǒng)計了全年的儲能電站的運行情況，根據(jù)圖表我們可以看出儲能系統(tǒng)的配置，起到了很好的作用，對全年的數(shù)據(jù)應(yīng)用進行統(tǒng)計，大概是4800兆瓦時，充放電次數(shù)是19700到19900多次。平滑出力分析，我們選取了5兆瓦時和7.5兆瓦時的兩個數(shù)據(jù)進行比較，當(dāng)儲能系統(tǒng)容易增加，使得功率曲線的波動率更明顯的降低。儲能能量增加的時候，我們優(yōu)先選擇了相對規(guī)模較小的配置方案。此外，我們對電池儲能系統(tǒng)跟蹤計劃出力能力進行了分析，因為很難準(zhǔn)確預(yù)測它的功率曲線，我們根據(jù)2018年同期的實際發(fā)電數(shù)據(jù)進行比較分析，考慮把短期功率預(yù)測曲線進行優(yōu)化，藍(lán)色曲線是實際的發(fā)電功率曲線，紅色曲線是對功率預(yù)測曲線進行了優(yōu)化，綠化是配置了5兆瓦時儲能系統(tǒng)后的功率預(yù)測曲線，配置了儲能系統(tǒng)以后，能夠基本按照設(shè)定的值平穩(wěn)輸出，充分體現(xiàn)了儲能系統(tǒng)的作用，由圖中橙色區(qū)域可以看出，儲能增加的時候不足以帶來解決成本的問題，所以對儲能預(yù)測與實際功率一致性的改善作用是有限的。
我們利用能量可以實現(xiàn)“時空平移”的特點，從能量型電池的角度分析儲能系統(tǒng)的調(diào)峰能力，在電網(wǎng)接納風(fēng)電受限時，利用儲能系統(tǒng)存儲電能，在電網(wǎng)接納風(fēng)電能力不受限時釋放儲能存儲電能。我們進行了全年發(fā)電8760h生產(chǎn)模擬，以年經(jīng)濟效益最優(yōu)作為目標(biāo)，多變量尋優(yōu)，分析系統(tǒng)規(guī)模。全年充電量約4338兆瓦時，充電次數(shù)564次，放電次數(shù)530次。按照目前儲能系統(tǒng)的成本，項目將處于虧損狀態(tài)，因此，需要需求合理的盈利模式。
四、儲能電站設(shè)計方案
站區(qū)總平面，本項目為擴建項目，我們在原有的風(fēng)電場的西側(cè)進行擴展，儲能電站采用固定建筑方案，規(guī)劃容量是20兆瓦時，總占地0.94公頃，儲能電站布置儲能配電室和干式變壓器。
電氣系統(tǒng)，儲能模塊采用6.624KWh方案，采用柜式抽屜型布置，每個電池柜按放置12只電池模塊設(shè)計，每面電池柜容量79.488KWh。儲能子陣及儲能子系統(tǒng)，每個儲能單元配置4臺500千瓦儲能用變流器，由8個儲能子陣構(gòu)成一個儲能子系統(tǒng)，最大輸出功率16兆瓦，對應(yīng)的時長0.32小時，充分利用了鈦酸鋰電池的功率特性進行配置。儲能系統(tǒng)主接線，本工程分為四端母線，箱變4個一組在高壓側(cè)逐個串接后接入儲能區(qū)35kv母線上，考慮到配置的靈活，我們在一二段之間設(shè)有聯(lián)絡(luò)開關(guān)。
消防系統(tǒng)，電站設(shè)消火栓及特殊消防系統(tǒng)，配置移動式滅火器，工程消防設(shè)計與總平面布置統(tǒng)籌考慮，保證消防車道、防火間距、安全出口等各項配置符合要求。按照相關(guān)規(guī)范兩出口的距離不大于60米。室外設(shè)消防給水系統(tǒng)，儲能配電室設(shè)置潔凈氣體滅火系統(tǒng)。
采暖空調(diào)，因為儲能電池包括其他類型的電池設(shè)計，電池的發(fā)熱量比較大，所以對熱管理以及供暖通風(fēng)的設(shè)計要求比較高，本項目因為選用的鈦酸鋰電池適應(yīng)能力強一些，我們考慮的采暖空調(diào)是氣瓶間、蓄電池室、配電室采用電暖器采暖方案，繼電器室、控制室采用風(fēng)冷熱泵帶電加熱空調(diào)采暖方式。PCS室考慮自然進風(fēng)。
五、儲能業(yè)務(wù)開展情況
在能源規(guī)劃研究、火力發(fā)電、智慧城市建設(shè)等諸多方面保持全行業(yè)的領(lǐng)先優(yōu)勢，已經(jīng)與全球30多個國家和地區(qū)確立了業(yè)務(wù)往來關(guān)系。我院關(guān)于儲能項目近年來在儲能領(lǐng)域承擔(dān)了一系列的項目總包設(shè)計工作，積累了豐富的工程經(jīng)驗和成果，可以提供涵蓋網(wǎng)源核儲綜合能源的方案，在國家能源局確定的23個首批互補集成優(yōu)化示范工程中，西北院承擔(dān)了5個國內(nèi)首批多能互補示范工程項目的設(shè)計工作。與清華大學(xué)、華北電力大學(xué)、西安交通大學(xué)等多家開展了多個橫向研究課題，西北院自主開發(fā)了一系列的儲能系統(tǒng)的研究軟件，研發(fā)了多能互補系統(tǒng)的生產(chǎn)仿真軟件、微電網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計軟件、終端一體化多能互補系統(tǒng)分析及評價軟件、新能源電站儲能配置等應(yīng)用軟件，結(jié)合工程進度進行了不同程度的工程實踐。
我的匯報就到此結(jié)束，謝謝大家！
（本文內(nèi)容未經(jīng)演講人本人審核）
