中國儲能網訊：江蘇地處中國美麗富饒的長江三角洲，跨江濱海，平原遼闊，水網密布，湖泊眾多，平原、水域面積分別占69%和17%，低山丘陵面積占14%。全省土地總面積10.26萬平方公里，人口7939萬，海岸線954公里, 長江橫穿東西425公里，京杭大運河縱貫南北718公里。
江蘇是中國經濟發(fā)展最快、開放程度最高、發(fā)展活力最強、城鎮(zhèn)化發(fā)展水平最高的地區(qū)之一，也是外商人氣最旺、投資最活躍的省份之一，連續(xù)20多年保持兩位數增長的江蘇經濟，引進外資、外貿進出口額一直居全國前列。江蘇與上海、浙江共同構成的長江三角洲城市群已成為6大世界級城市群之一。江蘇人均GDP、地區(qū)發(fā)展與民生指數均居全國省域第一，已步入"中上等"發(fā)達國家水平。2016年實現地區(qū)生產總值7.6萬億元，同比增長7.8%，經濟總量規(guī)模居全國第二位。
國網江蘇省電力有限公司是國家電網公司系統(tǒng)規(guī)模最大的省級電網公司之一，現轄13個市、51個縣（市）公司及20余個科研、檢修、施工等單位，服務全省4000多萬電力客戶。公司現有職工約3.9萬人，農電工4萬余人。擁有35千伏及以上變電站2990余座、輸電線路8.7萬公里，電網規(guī)模超過英國、意大利等國家。電壓合格率、電網抵御風險能力達到國際先進水平。當前，江蘇電網已進入特高壓、大電網、高負荷時代。
2017年，江蘇全社會用電量5808億千瓦時，增長6.39%；公司完成售電量4931億千瓦時，增長7.29%。完成固定資產投資467億元；投產110-500千伏線路3294公里、變電容量2952萬千伏安；線損率4.08%，下降0.1個百分點；實現營業(yè)收入2987億元。
江蘇強大的經濟發(fā)展優(yōu)勢得益于能源供給的充分保障，而電力系統(tǒng)的可靠與安全運行作為助力經濟發(fā)展的關鍵能源動力，發(fā)揮了至關重要的作用。
儲能是優(yōu)質、可靠的毫秒級控制響應資源，可實現有功無功的雙重支撐,為電網提供調峰、調頻、備用，事故應急響應等多種服務，能夠有效滿足電網在可再生能源消納，電網安全靈活運行等方面的迫切需求，能夠加快大規(guī)模源網荷友好互動系統(tǒng)升級應用，推動“源網荷儲"協調發(fā)展,助力我國高端電網建設。
近日，國家電網有限公司辦公廳發(fā)出的通報中指出，今年7月，在江蘇投運源網荷儲三期工程，能夠在毫秒級、秒級時間內精準中斷260萬千瓦、376萬千瓦用電負荷，可以確保任意一條外電入蘇特高壓通道故障下的電網可靠運行。
該專報指出，源網荷儲系統(tǒng)的研究應用，對未來能源發(fā)展意義重大。一是提高大電網故障應對能力。源網荷儲能夠使大電網故障應急處理時間從分鐘級縮短至毫秒級，為預防控制大面積停電事件提供了專業(yè)手段。二是支撐分布式電源發(fā)展。通過精準控制376萬千瓦秒級可中斷負荷，能有效降低尖峰負荷，相當于減少4臺百萬千瓦級發(fā)電機組建設。三是促進新興產業(yè)發(fā)展。源網荷儲廣泛應用新一代電力系統(tǒng)自動控制、人工智能及無線通信等技術，能夠有效推動儲能、通信等新興產業(yè)發(fā)展。
鎮(zhèn)江供電公司發(fā)揮電化學儲能電站建設周期短，布點靈活的優(yōu)勢，積極推進電網側和用戶側儲能項目，最大限度提升電網應急響應速度。日前，鎮(zhèn)江電網側儲能項目已建成投運8座，總容量101MW/202MWh。
據了解，鎮(zhèn)江用戶側儲能項目已建和在建項目22個，總容量67.50MW/518MWh，總投資近10億元，儲能系統(tǒng)在用電低谷時當作用電負荷充滿電力，在用電高峰時當作發(fā)電電源釋放電力，有效填補電力缺口，最大限度保障電力生活用電，具有較好的經濟效益、科技效益和社會效益。
11月11日下午，由中國化學與物理電源行業(yè)協會儲能應用分會與中國儲能網聯合組織的“第五期中國儲能產業(yè)巡回走訪調研團”走進鎮(zhèn)江北山儲能電站。該電站相關人員接待了調研團一行。
走進北山儲能電站
鎮(zhèn)江北山儲能電站位于鎮(zhèn)江綜合保稅區(qū)內，建設規(guī)模16MW/32MWh，通過雙回10kV線路接入110kV銀山變10kV母線，2018年5月下旬開工，7月并網投運，建設周期40天。整個電站長93米，寬41米，占地面積5.6畝。
據北山站相關人員介紹，北山儲能站的主要功能是在迎峰度夏時對電網進行調峰（AGC聯調），擔當調峰任務時控制策略為每天兩充兩放（0.5c）北山站電池類型為磷酸鐵鋰電池，布置形式為全預制艙布置，系統(tǒng)接入為2回10kV線路接入110kV銀山變10kV母線。主接線為單母線分段接線。主要設備有1MW/2MWh電池艙16座、PCS升壓艙16座、10kV匯流艙2座、智能總控艙1座、SVG2座。
1）磷酸鐵鋰電池組：每座電池艙系統(tǒng)輸出容量為2MWh，儲能電池系統(tǒng)以磷酸鐵鋰電芯（3.2V/40Ah）為基本單元進行系統(tǒng)配置，每個U箱（20V/320Ah）由48個電芯按8并6串方式成組，將38個U箱按照串聯方式集成在一個具有散熱功能的鐵架中，組成一個標準電池簇（760V/320Ah），再由10個標準電池簇并聯成一個輸出容量為1MW/2MWh的儲能電池單元。
2）PCS升壓艙：每座PCS升壓艙與儲能電池艙一一對應，每座PCS升壓艙含有2臺500kWPCS變流器和1臺1250kVA變壓器。PCS變流器實現DC/AC轉換，將直流760V轉化為交流315V，然后由升壓變壓器升壓至10kV并分別接入兩段匯流母線。
3）10kV匯流艙：每座10kV匯流艙含2面儲能電池進線柜，1面SVG進線柜，1面母線設備柜，1面計量柜，1面出線柜及就地保護測控等裝置。
領先設計方案
在儲能管理系統(tǒng)設計上，主要有電池管理系統(tǒng)（BMS）、變流器（PCS）、站端監(jiān)控系統(tǒng)（EMS）等系統(tǒng)構成。
BMS對儲能電池電壓、溫度等信號進行在線監(jiān)測，并將監(jiān)測數據提供給PCS、EMS，實施閉環(huán)控制。
PCS是儲能系統(tǒng)的核心設備，接受EMS控制命令，智慧BMS控制儲能電池充放電功率，實現儲能電站與電網間的雙向能量傳遞。
EMS可實現實時監(jiān)控、功率控制、調度指令接受等功能。通過采集電池組、儲能單元的實時數據，實現儲能系統(tǒng)的實時監(jiān)測和控制。
在智能輔助控制系統(tǒng)設計上，主要由圖像監(jiān)視及安全警衛(wèi)子系統(tǒng)，火災自動報警及消防子系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測子系統(tǒng)三部分組成。其中，電池艙和PCS升壓艙采用帶紅外測溫功能的高清攝像頭，以實時掌握環(huán)境溫度及設備溫度狀態(tài)。
智能輔助控制系統(tǒng)通過實時接收各終端裝置上傳的各種模擬量、開關量及視頻圖像信號，分類存儲并分析、計算、判斷、統(tǒng)計各類信息，實現圖像監(jiān)視及安全警衛(wèi)、火災報警、消防、照明、采暖通風、環(huán)境監(jiān)測等系統(tǒng)的智能聯動控制。
在智能總控艙設計上，智能總控艙布置站端控制系統(tǒng)（EMS）、智能網荷互動終端、同步相量測量裝置（PMU）、防孤島保護及頻率電壓緊急控制裝置、智能輔助控制系統(tǒng)、故障錄波柜、交直流一體化電源及設備用屏柜等，共計24面屏柜。艙內屏柜采用“前接線、前顯示”、“旋轉門”設計方式，提高空間利用率，便于儲能電站運維管理。
在預制艙布置形式設計上，采用標準預制艙布置形式，實現設計方案模塊化、設備基礎通用化、施工建設標準化，艙內接線及單體設備調試最大程度實現工廠內完成，有效減少現場安裝、接線、調試工作，大大縮減建設周期。
艙體采用拼接防水工藝，通過“設置防水翻邊+硅橡膠密封膠條+防水扣板”的模式，確保拼接保護等級不低于IP54。
配置兩臺功率為17匹的空調進行自主溫濕度調節(jié)?？照{分別列于艙內兩側，在回風口設置溫濕度傳感器，當溫度超過預設值（20℃），空調自動調節(jié)送風溫度，給艙體降溫。送風口直接吹向艙內電池與倉壁中的風道，保證每個電池組良好的通風性能。
在電池艙消防系統(tǒng)設計上，電池艙采用七氟丙烷氣體自動滅火系統(tǒng)和火災自動報警系統(tǒng)。在PCS升壓艙設計上，每座PCS升壓艙與儲能電池艙一一對應，每座PCS升壓艙含有2臺500kW PCS變流器和1臺1250KVA變壓器。PCS變流器實現DC/AC轉換，將直流760V轉化為變流315V，然后由升壓變壓器升壓至10kV并分別接入兩段匯流母線。
工程亮點
北山儲能電站采用“分散式布置、集中式控制”方式進行規(guī)劃、設計和建設，8個電網側儲能電站由省調統(tǒng)一調控，充分利用電網現有變電站資源進行建設。
儲能電站接入源網荷系統(tǒng)、利用儲能設備運行狀態(tài)快速轉化的能力，實現儲能設備從“負荷”向“電源”的毫秒轉變，為建立“大規(guī)模源網荷儲友好體系”奠定基礎。
采用磷酸鐵鋰電池作為儲能介質，具有安全可靠性強、能量密度高、充放電速率快、使用壽命長的優(yōu)點；采用SVG替代傳統(tǒng)無功補償裝置，通過對電流的實時追蹤。實現對無功和諧波的瞬時動態(tài)補償。
一、二次設備高度集成，采用標準預制艙體布置形式，實現設計方案模塊化、設備基礎通用化、施工建設標準化，縮短建設周期，節(jié)約建設成本。
優(yōu)化電氣主線，將進線柜與PCS艙一一對應的型式優(yōu)化為“一拖四”、“一拖三”，將多面PCS艙相互連接后接入一臺進線柜，大幅降低設備成本，有效減少占地面積。
工程效益
據介紹，鎮(zhèn)江儲能電站自投運以來，已產生良好的經濟效益、科技效益和社會效益，主要體現在：
在經濟效益上，提高了鎮(zhèn)江東部地區(qū)供電能力和電網靈活調節(jié)能力。儲能電站建成后，通過其毫秒級充放電轉換能力和低轉動慣量優(yōu)勢可為電網運行提供調峰、調頻、備用、黑啟動、事故應急安全響應、電能質量改善等多種服務，具有顯著的示范引領作用，其中鎮(zhèn)江電網側儲能項目每年可減少燃煤消耗5300噸，相當于少建一座裝機容量200兆瓦的常規(guī)調峰電廠，可節(jié)省電廠投資及電網配套投資約166億元。
在技術效益方面，有力促進源網荷儲系統(tǒng)升級應用。鎮(zhèn)江儲能電站全部接入江蘇源網荷儲友好互動系統(tǒng)，促進江蘇電網大規(guī)模源網荷儲友好互動系統(tǒng)升級應用，提高特高壓直流故障初期頻率穩(wěn)定性，推動儲能技術標準化建立與規(guī)范體系完善，推進儲能技術研究與成果培育，驅動“源網荷儲”協調發(fā)展，助力江蘇高端電網建設。
在社會效益方面，推動省內能源變革轉型發(fā)展。鎮(zhèn)江儲能電站的快速響應和靈活性能夠彌補可再生能源的隨機性和間歇性，可大幅提升江蘇電網對可再生能源的接納能力，提高能源系統(tǒng)整體效率，加快能源生產，消費綠色轉型，推動省內主體能源由化石能源向可再生能源更替。
同時，北山站建設運營后在標準體系建設和規(guī)范上充分積累了寶貴經驗，主要體現有如：《電網側儲能電站通用運行規(guī)程(試行)》、《電網側儲能電站檢修規(guī)程(試行)》、《電網側儲能電站設備驗收規(guī)范(試行)》、《儲能電站標準化建設規(guī)范》、《儲能電站設備試驗報告模板》、《儲能電站驗收大綱》、《儲能電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)技術規(guī)范》、《江蘇電網儲能電站有功控制技術規(guī)范》、《儲能電站自動化系統(tǒng)接入配置技術規(guī)范》、《儲能電站火災應急處置預案》等。
參加本期調研的專家有中國化學與物理電源行業(yè)協會儲能應用協會秘書長劉勇，中國化學與物理電源行業(yè)協會儲能應用協會副秘書長、中國科學院電工研究所儲能課題組組長、教授、研究員陳永翀、國網能源研究院能源戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所所長王芃、國網能源研究院能源戰(zhàn)略與規(guī)劃研究所徐沈智、雅礱江流域水電開發(fā)有限公司戰(zhàn)略發(fā)展部主任，教高周永、雅礱江流域水電開發(fā)有限公司戰(zhàn)略發(fā)展部副主任左幸、新能源管理局工程技術部主任，教授級高級工程師周洪波、江蘇產業(yè)技術研究院周毅、上海派能能源科技股份有限公司董事長袁巍、深圳涌泉儲能科技有限公司副總經理劉浩，蜂巢能源科技有限公司保定分公司王剛、廣州智光儲能科技有限公司技術吳志鵬、河北電立方新能源科技有限公司孟印山，中國化學與物理電源行業(yè)協會儲能應用分會產業(yè)政策研究中心實習研究員劉亞斐、南方能源觀察記者陳儀方、中國化學與物理電源行業(yè)協會儲能應用分會組織聯絡部鐘波、中科院電工所儲能技術研究組趙吉勝、劉昊、何穎源等。
本期調研獲得上海派能能源科技股份有限公司、蜂巢能源科技有限公司、河北電立方新能源科技有限公司等單位大力支持。
