近三年內(nèi)，國(guó)家層面關(guān)于儲(chǔ)能方面的政策頻出，相關(guān)部門(mén)頒布的政策就有20余項(xiàng)，各級(jí)政府頒發(fā)的配套政策累計(jì)達(dá)50余項(xiàng)。2019年，國(guó)家能源局聯(lián)合國(guó)家發(fā)展改革委、科技部、工信部發(fā)布的《貫徹落實(shí)<關(guān)于促進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)>2019~2020年行動(dòng)計(jì)劃》，更將儲(chǔ)能規(guī)?；瘧?yīng)用上升到國(guó)家戰(zhàn)略。從各地發(fā)展情況來(lái)看，江蘇、河南、湖南百兆瓦級(jí)別的儲(chǔ)能電站為大規(guī)模儲(chǔ)能電站裝置在發(fā)輸配用的典型應(yīng)用場(chǎng)景中夯實(shí)了應(yīng)用基礎(chǔ)，完善了技術(shù)儲(chǔ)備。青海作為國(guó)家重要的新能源產(chǎn)業(yè)基地，一直將清潔能源轉(zhuǎn)型、新能源產(chǎn)業(yè)升級(jí)作為地方經(jīng)濟(jì)的重要支撐，為儲(chǔ)能的商業(yè)化應(yīng)用提供了良好的發(fā)展基礎(chǔ)。
一、青海獨(dú)特的資源優(yōu)勢(shì)為儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)提供支撐
青海作為三江源頭，素有“中華水塔”之稱，資源稟賦獨(dú)特，日照充足，蘊(yùn)藏著極為豐富的太陽(yáng)能資源。全年日照小時(shí)數(shù)3500多小時(shí)，是著名的“陽(yáng)光地帶”；地處Ⅲ類風(fēng)能可利用區(qū)，全年可利用風(fēng)能時(shí)間在3000小時(shí)以上；全球已查明的鋰資源儲(chǔ)量為3400萬(wàn)噸，青海鹽湖鋰資源占全球鋰儲(chǔ)量的60%以上。青?？捎糜诠夥l(fā)電和風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)的荒漠化土地達(dá)10萬(wàn)平方公里，是發(fā)展光伏—儲(chǔ)能新能源基地的不二之地。
得天獨(dú)厚的自然條件、地理環(huán)境，注定青海必將成為新一輪電改下的弄潮兒。海南、海西兩個(gè)千萬(wàn)千瓦級(jí)清潔能源基地相繼開(kāi)工建設(shè)，規(guī)劃總規(guī)模超過(guò)6000萬(wàn)千瓦。與此同時(shí)，青海格爾木50MW光伏電站加裝15MW/18MWh鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，驗(yàn)證了儲(chǔ)能提高光伏電站跟蹤計(jì)劃出力能力、友好調(diào)度能力；海南州共和縣光伏產(chǎn)業(yè)園的20MW/16.7MWh儲(chǔ)能項(xiàng)目順利投運(yùn)，驗(yàn)證了儲(chǔ)能系統(tǒng)解決棄光問(wèn)題的關(guān)鍵技術(shù)及技術(shù)可行性；海西州多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范項(xiàng)目，光伏發(fā)電20萬(wàn)千瓦、風(fēng)電40萬(wàn)千瓦、光熱發(fā)電5萬(wàn)千瓦、蓄電池儲(chǔ)能電站5萬(wàn)千瓦，采用虛擬同步機(jī)技術(shù)，使風(fēng)電、光電能夠主動(dòng)參與一次調(diào)頻、調(diào)壓，對(duì)電網(wǎng)提供有功和無(wú)功支撐，驗(yàn)證了“風(fēng)—光—熱—儲(chǔ)”多能互補(bǔ)、智能調(diào)度的可行性；德令哈塔式熔鹽儲(chǔ)能光熱電站，是國(guó)家首批光熱發(fā)電示范項(xiàng)目，裝機(jī)容量50MW，配置7小時(shí)熔鹽儲(chǔ)能系統(tǒng)，驗(yàn)證了新型發(fā)電形式在青海的成功應(yīng)用；青海格爾木光伏電站建成的1.5MW/3.5MWh直流側(cè)儲(chǔ)能示范系統(tǒng)，探索了儲(chǔ)能減少棄光的新型商業(yè)模式。上述典型儲(chǔ)能示范工程的大力推進(jìn)和有益嘗試，為青海打造千億鋰電產(chǎn)業(yè)基地的戰(zhàn)略、完善太陽(yáng)能裝備制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈條提供了有力支撐。
二、共享儲(chǔ)能成為新能源消納新實(shí)踐
技術(shù)催生了市場(chǎng)，市場(chǎng)又反過(guò)來(lái)倒逼技術(shù)。隨著青海省“兩個(gè)千萬(wàn)千瓦”項(xiàng)目以及可再生能源基地的全面推進(jìn)，迫切需要通過(guò)技術(shù)手段和市場(chǎng)化機(jī)制創(chuàng)新破解消納難題。
魯能海西州多能互補(bǔ)示范工程項(xiàng)目包含風(fēng)電400MW、光伏200MW、光熱50MW以及儲(chǔ)能50MW，總規(guī)模裝機(jī)700MW。其中風(fēng)電、光伏、光熱通過(guò)35kV集電線路接入110kV升壓站送至330kV匯集站并網(wǎng)。
圖1 魯能海西州多能互補(bǔ)示范工程示意圖
魯能海西州發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目由50臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱和25臺(tái)35kV箱變組成，每個(gè)集裝箱包含2個(gè)匯流柜、2個(gè)控制柜、2臺(tái)PCS及1臺(tái)監(jiān)控柜。
每臺(tái)集裝箱裝設(shè)1MW/1.6MWh的磷酸鐵鋰電池子單元。與光伏、風(fēng)電傳輸需要通過(guò)110kV過(guò)渡不同，儲(chǔ)能項(xiàng)目按照就近接入電網(wǎng)系統(tǒng)的原則，先通過(guò)2臺(tái)位于升壓倉(cāng)內(nèi)的500kW儲(chǔ)能變流器（power conversion system，PCS），就地直接升壓至35kV，然后接入新魯330kV匯集站。建設(shè)經(jīng)驗(yàn)證明，為保住儲(chǔ)能電站滿功率有功出力時(shí)并網(wǎng)點(diǎn)的電壓穩(wěn)定性，在35kV側(cè)配備一定容量的靜止無(wú)功補(bǔ)償器，效果明顯。
在魯能儲(chǔ)能項(xiàng)目的建設(shè)過(guò)程中，由于地處青海，常年會(huì)處于極端環(huán)境下（低溫可達(dá)到-30℃，高溫處于35℃以上，溫差可以達(dá)到70℃左右），因此熱管理是該儲(chǔ)能項(xiàng)目的一大難點(diǎn)。在儲(chǔ)能項(xiàng)目中，安全作為儲(chǔ)能項(xiàng)目的重中之重，電池的溫度控制便直接影響儲(chǔ)能電站的安全。魯能儲(chǔ)能項(xiàng)目中，研究人員通過(guò)給電柜預(yù)留風(fēng)道，提供冷風(fēng)，來(lái)保障電池在工作狀態(tài)下處于均溫狀態(tài)；當(dāng)電池管理系統(tǒng)（Battery Management System，BMS）檢測(cè)到電池溫度偏高時(shí)，啟動(dòng)電池散熱系統(tǒng)，當(dāng)溫度偏低時(shí)采用電池預(yù)加熱來(lái)保障電池溫度，從而解決了這一難點(diǎn)。
從魯能海西州發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能電站項(xiàng)目本身角度看，傳統(tǒng)的新能源項(xiàng)目中只有儲(chǔ)能電站作為調(diào)節(jié)電源。示范項(xiàng)目通過(guò)將光伏發(fā)電、光熱發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電以及儲(chǔ)能電站深度融合、優(yōu)化，在用電峰谷期利用儲(chǔ)能電站與光熱電廠聯(lián)合運(yùn)行來(lái)供需，進(jìn)而解決電力輸出不平衡問(wèn)題，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，提升電網(wǎng)對(duì)新能源的接納能力。采取“新能源+”模式，以光熱儲(chǔ)能系統(tǒng)和儲(chǔ)能電站為調(diào)節(jié)電源，風(fēng)電、光電、光熱為主電源，徹底解決了用電高峰和低谷期電力輸出不平衡的問(wèn)題。同時(shí)，探索出一條利用風(fēng)光發(fā)電與光熱發(fā)電互補(bǔ)來(lái)促進(jìn)新能源消納的道路，填補(bǔ)了多能互補(bǔ)示范項(xiàng)目的空白。
2019年12月26日，國(guó)內(nèi)首個(gè)市場(chǎng)化運(yùn)營(yíng)電網(wǎng)側(cè)共享儲(chǔ)能電站—美滿共享儲(chǔ)能電站在青海省格爾木市正式開(kāi)工建設(shè)，電站容量32MW/64MWh，計(jì)劃于2020年7月投運(yùn)。該共享儲(chǔ)能電站的開(kāi)工建設(shè)，成為解決新能源消納的創(chuàng)新試點(diǎn)，能有效解決周邊地區(qū)新能源場(chǎng)站棄光、棄風(fēng)問(wèn)題。在棄光、棄風(fēng)高峰時(shí)段將電儲(chǔ)存，在非棄光、非棄風(fēng)低谷時(shí)段將電發(fā)送至電網(wǎng)，和新能源場(chǎng)站業(yè)主進(jìn)行一定分成從而獲得投資收益。
共享儲(chǔ)能的飛速發(fā)展離不開(kāi)區(qū)塊鏈這一顛覆性的新興技術(shù)。運(yùn)用區(qū)塊鏈技術(shù)后，無(wú)須再布置信息中心樞紐，節(jié)約了巨大的設(shè)備成本，也避免了后續(xù)昂貴的運(yùn)營(yíng)維護(hù)費(fèi)用。區(qū)塊鏈技術(shù)可以低成本的建立互信機(jī)制，打破不同主體間信息的屏障，促進(jìn)多方之間信息無(wú)障礙地流動(dòng)，實(shí)現(xiàn)跨主體的協(xié)作。共享儲(chǔ)能與區(qū)塊鏈技術(shù)的結(jié)合打破了電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的界限，同時(shí)打破了不同資產(chǎn)歸屬權(quán)的束縛，全民共享。
這一嶄新模式不僅整合了電源側(cè)儲(chǔ)能站，為新能源發(fā)電廠提供棄風(fēng)棄光電量的存儲(chǔ)與釋放，有效緩解清潔能源高峰時(shí)段電力電量消納困難，而且充分利用了電網(wǎng)現(xiàn)有資源。借助“三站合一”“多站融合”這一契機(jī)，在變電站內(nèi)建設(shè)儲(chǔ)能電站，不僅充分利用了變電站的空地資源，為電源的電力支撐提供緊急備用、靈活調(diào)度；更將靈活移動(dòng)共享儲(chǔ)能的范圍持續(xù)延伸至負(fù)荷側(cè)，利用電動(dòng)汽車(chē)或智能樓宇等儲(chǔ)能裝置，在新能源高發(fā)時(shí)段存儲(chǔ)電力，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行充電，在其他時(shí)段釋放電力。
青海創(chuàng)新開(kāi)展共享儲(chǔ)能調(diào)峰輔助服務(wù)，設(shè)計(jì)儲(chǔ)能市場(chǎng)化交易和調(diào)峰輔助服務(wù)的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)模式，搭建共享儲(chǔ)能市場(chǎng)化交易平臺(tái)和區(qū)塊鏈平臺(tái)，構(gòu)建了完善的共享儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)監(jiān)控體系。
三、儲(chǔ)能發(fā)展相關(guān)建議
隨著青海海西州、海南州百兆瓦級(jí)、吉瓦級(jí)以及數(shù)吉瓦級(jí)儲(chǔ)能電站的規(guī)劃設(shè)計(jì)、先繼投運(yùn)，相關(guān)建議如下：
1.技術(shù)層面的建議：
（1）青海屬于高海拔地區(qū)，考慮到工期、現(xiàn)場(chǎng)安裝、調(diào)試等綜合因素，適應(yīng)惡劣氣候、抗風(fēng)沙、免維護(hù)、微功耗的移動(dòng)式方艙儲(chǔ)能系統(tǒng)是首選；
（2）電池類型宜以磷酸鐵鋰為主，兼以適當(dāng)比例的液流電池、退役電池梯級(jí)利用等多元選擇，以便驗(yàn)證多種技術(shù)路線可行性，不同電池之間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)；
（3）儲(chǔ)能容量配置時(shí)長(zhǎng)不應(yīng)低于2小時(shí)，以便于與當(dāng)?shù)毓夥娬镜某隽η€相匹配，最大限度減少棄光，滿足西北電網(wǎng)調(diào)峰最小需求；
（4）安全可靠運(yùn)行、少人無(wú)人值守是儲(chǔ)能電站的基本保障，應(yīng)采用智能控制技術(shù)，對(duì)電池系統(tǒng)進(jìn)行故障預(yù)警，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)維護(hù)。
（5）儲(chǔ)能電站規(guī)劃選址應(yīng)依據(jù)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的具體情況，宜以百兆瓦級(jí)為單元，考慮多點(diǎn)接入，并且不同電站之間在調(diào)度、控制時(shí)應(yīng)統(tǒng)籌考慮；
（6）儲(chǔ)能電站的運(yùn)行應(yīng)結(jié)合電池自身健康狀態(tài)和當(dāng)?shù)毓夥娬具\(yùn)行情況，一天以“二充二放”為宜，至少做到“二充一放”。
2.運(yùn)營(yíng)模式、政策保障方面的建議：
（1）儲(chǔ)能電站的投資主體宜以第三方資本為主，兼以考慮當(dāng)?shù)卣?、民營(yíng)資本，甚至適當(dāng)眾籌模式，以靈活、機(jī)動(dòng)的方式激發(fā)儲(chǔ)能電站的運(yùn)營(yíng)活力；
（2）吉瓦級(jí)、數(shù)吉瓦級(jí)儲(chǔ)能電站投運(yùn)后，可以服務(wù)于光伏發(fā)電企業(yè)，減少棄光率，提高光伏電站調(diào)頻能力，便于應(yīng)對(duì)西北電網(wǎng)考核細(xì)則，減免高額懲罰；
（3）吉瓦級(jí)、數(shù)吉瓦級(jí)儲(chǔ)能電站投運(yùn)后，可以按照《青海電力輔助服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)規(guī)則（試行）》的相關(guān)條例參與青海電網(wǎng)調(diào)峰，價(jià)格為0.7元/千瓦時(shí)；
（4）新疆執(zhí)行光伏電站加裝容量20%配置儲(chǔ)能后，可增加100小時(shí)計(jì)劃電量，連續(xù)五年，青海可以考慮一定程度借鑒；
（5）儲(chǔ)能電站規(guī)?；瘧?yīng)用，離不開(kāi)運(yùn)行、控制以及消防、安全、運(yùn)維等系列標(biāo)準(zhǔn)保駕護(hù)航，應(yīng)進(jìn)一步借鑒、制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)體系；
（6）儲(chǔ)能電站投運(yùn)后，可以帶來(lái)可觀的碳排放收益，應(yīng)盡早對(duì)碳排放進(jìn)行貨幣價(jià)值化評(píng)估，進(jìn)行有效的成本效益分析。
總體而言，青海作為全國(guó)首個(gè)共享儲(chǔ)能交易試點(diǎn)，共享儲(chǔ)能生態(tài)圈建設(shè)已經(jīng)初見(jiàn)成效，對(duì)未來(lái)新能源和儲(chǔ)能發(fā)展有引領(lǐng)示范意義。共享儲(chǔ)能新業(yè)態(tài)的構(gòu)建將極大地賦能于新能源事業(yè)的發(fā)展，對(duì)能源轉(zhuǎn)型意義重大。共享儲(chǔ)能可以有效減少棄風(fēng)棄光，解決新能源消納難等問(wèn)題，增加企業(yè)效益；可以吸引更多的人投入到儲(chǔ)能事業(yè)中，由此形成儲(chǔ)能新興產(chǎn)業(yè)；將增強(qiáng)電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻能力，大大緩解電力供應(yīng)時(shí)序不匹配等問(wèn)題?？梢灶A(yù)見(jiàn)，不久的將來(lái)，儲(chǔ)能共享時(shí)代的到來(lái)是大勢(shì)所趨。
原文首發(fā)于《電力決策與輿情參考》2020年第7、8期
