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江苏电网侧储能发展现状及未来重点研究方向

作者: | 发布日期: 2018 年 11 月 19 日 9:07 | 分类: 产业资讯

日前,“首届电网侧规模化储能电站应用与技术论坛”在江苏举办,论坛以“推动电网侧储能发展,探讨储能技术安全应用”为主题,国网江苏省电力有限公司发展策划部主任许海清主任,在论坛上分享了题为《江苏电网侧储能的研究与实践》的报告。

以下是许海清主任发言的要点:

江苏储能的应用需求

储能可应用于发输配用各个环节,发挥多种作用。初期,储能主要应用在微电网、用户侧等领域,电网侧主要关注的是规模化储能对大电网安全性、经济性、技术性的作用。

在安全性方面,电网最需要的是储能对于提高大受端电网在直流故障后的安全稳定性作用。江苏电网目前有四回直流线路,直流输电功率将进一步增加,江苏作为大受端电网,强直弱交问题比较突出。从分析可以知道,在故障发生以后的初期存在着频率下降的最低点,如果能够进行快速的功率响应,将有助于抬升频率,避免或减少负荷。我们测试下来,储能电站从充电转为放电耗时小于100毫秒,纳入源网荷储系统后整体响应时间小于350毫秒,是非常优质的毫秒级控制响应资源。以镇江项目为例,在夏高峰时期,镇江储能电站采用两充两放或一充一放运行模式参与早晚用电高峰调节,发挥了良好的顶峰作用。10月以来,根据负荷水平变化,优化调控策略,采用AGC模式,设定响应优先级。国庆期间,镇江储能电站采用新能源跟踪模式,平滑镇江光伏发电功率。

在经济性方面,电源、电网规划以满足尖峰负荷为目标,为满足持续时间较短的尖峰负荷,增加大量电源、电网投资,同时在全年整体的利用效率较低。储能一般接入中低压电网,提高电网的供电能力,等效于在负荷端建立能效电厂,储能能够满足尖峰负荷的需求,减少电源及电网投资,提高存量资产利用效率,同时还可增强本地电力系统的平衡能力,减少跨区输送需求。在运行阶段储能有助于减少机组深度调峰、启停调峰,有助于火电机组运行在高效区间,此外,储能的响应速度很快,可以替代常规机组备用,节能高效。

在技术性方面,常规电源被区外来电、新能源大规模替代,同时负荷侧出现电动汽车、大型数据中心等直流负荷,这些因素会造成电网等效转动惯量,快速调节能力持续下降,目前储能可作为解决该问题的技术手段。此外储能也具备有功无功双重调节能力,可实现动态无功调节,并且对短路电流影响较小,可应用于江苏特高压直流地区、新能源高渗透率地区、负荷中心区等等。

目前江苏电网部署的储能电站,基本上也是从这几个方面来进行综合考虑的。黑启动是应对电网大面积停电的必要手段,当前江苏电网黑启动电源主要依靠抽水蓄能机组和苏北黑启动电源,黑启动能力仍有待提升。储能电站增加了黑启动电源的数量和分布范围,为黑启动路径提供更多样的选择,同时可以结合黑启动需要进行布点,能够有效提升江苏电网的黑启动能力,我们后续也将结合各分区的电网黑启动的需求,在储能规划布点当中进行统筹的考虑。

江苏储能的部分重点研究方向

未来储能方面我们考虑在十个方面进行重点研究,包括这些技术延伸出来的配套机制政策,包括选址定容、集成优化、防事故扩大、状态评估、保护控制,以及失效分析、精准监控、策略优化、梯次利用、新型储能技术,这十大技术是我们目前重点在考虑的一些内容,下面分别进行一个简要的描述。

第一项是选址定容技术。我们需要从理论、模型、方法各个层面,提出储能优化规划方法、构建储能仿真平台、开发辅助决策工具指导储能规划布局。

第二项是百兆瓦级储能电站集成。主要研究储能电池管理技术、多PCS并联、储能系统监控、中高压级联式储能集成技术,我们现在讨论下来,确实一个量上去了以后,相关的监测点非常多,里面涉及到的技术也非常多,我们也在进行深度的研究。

第三项是防事故扩大技术。需要优化平面布置,设立防火分区,有针对的选择灭火剂,以控制不同阶段的险情。

第四项是状态评估技术。对新入网和在运电池可靠性能、安全性能进行评估分析,综合评价储能电池性能状态。

第五项是保护控制技术。主要是研究并建立电网侧储能电站电池管理系统、储能变流器等装置保护定制配置原则,保证储能电站的安全稳定运行。

第六项是失效分析技术。主要是对电池容量的衰减、内阻的增加等失效现象进行分析研究。

第七项是精准监控技术。主要对储能电池模块内部工况,包括电池电压、电流、内阻、温度等数据进行实时监控,对电池健康状态进行全面管控,实现针对异常电芯和故障的精准监控。

第八项是策略优化技术。根据电网需求,实现储能电站出力策略的柔性调控,降低异常工况对电网和设备的冲击。

第九项是梯次利用技术。研究电池分选评估、成组均衡、运行维护、经济性评估等技术,提出不同电化学体系的评价原则,实现对梯次利用电池寿命动态的评估,江苏公司在梯次利用方面进行了一些探索。

第十项是新型储能技术。研究燃料电池、钠离子电池等新型储能技术在电力系统的应用。

随着能源清洁转型,以及新一代电力系统建设,电力储能具有广阔发展前景,储能发展需要各方的共同努力,创造共赢的模式。在政府层面,希望政府能够建立起市场机制,完善标准体系,填补储能关键标准的一些空白。在电网公司层面,主要是培育储能的应用市场,发掘储能的应用场景,并做好并网服务工作。在设备厂家层面,希望提高设备的品质,研发适用于电网侧应用的储能产品,并且不能追求过高的利润,通过多重手段促进储能成本的降低。对于科研机构,希望推动储能的技术进步,并解决当前储能安全等方面的技术问题。

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