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大连融科张宇:风电配套储能做调峰调频的项目实践分享

北极星储能网  来源:北极星储能网    2018/1/26 15:45:20  我要投稿  

北极星储能网讯:整个储能真正实现商业化一定需要整个市场机制,但是在市场机制建立前提下,未来还需要一段时间,一方面通过技术创新降低成本,尽快实现商业化,另外一方面也希望借力能源研究会这样类似很好的平台,更多去呼吁政府,针对储能在市场化没有建立之前,形成一批一系列有代表性的项目,来真正实现产业化。

1月26日,中国能源研究会主办,中国能源研究会储能专委会、中关村储能产业技术联盟承办的“推动储能创新发展,提升能源整体效率专题研讨会”在京召开,大连融科储能技术发展有限公司 张宇 博士发表演讲。

大连融科储能技术发展有限公司 张宇 博士

以下为演讲内容:

尊敬的各位领导各位专家下午好,我是张宇,非常感谢能够创造这样一个机会,把我们在项目应用方面经验给大家汇报一下,刚才张静秘书长把宏观政策,发展的趋势介绍了一下,下面我的报告是重点以我们开展过的项目为抓手,从我们项目具体的经验跟大家分享一下可再生能源方面的情况。简要介绍一下融科公司,我们已经17个年头了,目前我们现在已经具备了全钒液流电池关键材料、电堆,全球最大的。而且经过过去几年实际项目的验证,根据不同的产品需求可以进行灵活的一个集成,所以说目前也是走到了模块化的状态,目前我们是国家一流电池重点实验室,目前在国内美国、欧洲,目前在运行最大规模的液流电池电站都是我们公司提供的,目前我们也有一个重要任务,再建200MW和800MW这样一个电站任务。

基于液流电池差异有三个方面,所以说基于今天研讨会的话题,我来重点介绍一下我们在可再生能源发电以及调峰做的一些项目经验和大家分享一下。首先在对于大规模可再生能源和储能方面,我觉得要重点介绍一下我们在2012年实施的一个风厂加储能项目,这个项目地点在辽宁沈阳,整个EBC是鞍山荣新,我们提供了5MW10MW的系统,目前这个系统仍然是国内在运行最大的全钒液流电站,这个项目2012年5月份开工建设,2012年12月份运行,截止到目前已经稳定运行超过5年,这也是全钒液流电池运行时间最长效果最好的项目。这就是现场实际电站一些情况,当时我们还使用了融科公司第一代产品。本身作为一个示范项目,也作为国家科技部863重点试验项目,第一充分验证全钒液流电池大规模的安全性和稳定性,以及电池整个输入特性,第二就是验证风厂加储能对整个风厂和计划发电等等一些考察,所以说基于这样两个示范的目的,这个项目当时的储能应用有4个方面,它主要考察点就是根据我国风电接入电力技术标准,但是在实际情况下它一分钟和10分钟会超出最高限制,尽可能利用储能的联合情况来平易短时间内整个风电,这是功能的储能。模式二就是更正发电计划,这个在风电场有非常重要的实际意义,目前要求次日风电预测以及每天的时时发电曲线要报给电网调度,调度系统会根据时时预测曲线来安排调度,如果实际的和调度有偏差,就会造成电网安排机组整个不合理,或者是要求容量增加,这对电力系统的调动效率是一个很大的负担,所以说这个项目应用模式二就是来通过储能系统,来补偿风能功率的预测偏差,使它更加接近于实际预测曲线。第三个功能就是参与调度调频,特别是对于风电集中的区域,由于风电本身波动性以及它无法参与系统的频率变化这样一个能力,在高渗透地区,这样使风电场具备了同时参与频率调节这样一个特性。第四个功能就是辽宁电网电源以火电为主,冬季大部分火电机组承担供热,电网调峰非常困难;大规模风电的反调峰特性,使调峰问题更为严峻,制约风电接纳规模,配置储能削峰填谷,可松弛电网调峰瓶颈,有效提高电网的风电接纳能力。

基于这四个功能特性,另外关于储能整个电站系统,这个项目对于电池部分建造了一个专门的储能电池,第一代产品当时占地是2300平,目前根据整个系统提升,目前同样规模的系统我们可以到1500,这是电池基本构造,这是我们储能电站一个基本布局,5MW的电站我们采用模块化的设计思路,储能系统采用模块化设计:由15个352kW/704kWh全钒液流电池子系统组成,最小的电池就是我们电堆和储块构成。但是目前以我们现在第二代产品形式来看,目前无论是储能单元还是规模上都有所提升,目前商业化的已经到了33MW,同样一个我们现在可以变成500MW,通过这个示范项目对我们的产品技术有一定提升。这是电池电站接入到整个风电场,同时用一个变压器作为我们电池厂用电,同时这个项目也得到了电网,电科院一个测试。

下面我介绍一下当时对实际运行一些测试,第一个功能就是关于功率平滑,从实际运行数据看,没有配套情况下,特别是一分钟的波动率会超过最高限值,但是经过储能有效配套以及有效的平滑工具算法的实施之后,可以看出配套储能的风电场整个控制在国家标准的要求之下,也就是说提高了整个风电场输出特性。第二跟踪计划发电,黄色部分可以看出来风储联合出力,根据我的计划发电指标然后配合整个风电储能进行智能充电和发电。这是参与电网调频一个世纪指令下发,通过这个下发已经满足了电网在时时调度情况下达到的充电指令。对于风电场来说,它的主要收益点在弃风进行充电,这是对风电场运行模式。这是储能电站响应时间,当时是从百分之百5MW充电到放电,转化时间一秒钟,也满足了当时的预期。另外这个项目的特殊之处,它可以接受辽宁省电网在远程一些监控和调度,而且目前对于这个项目由于电站系统具备了可控性的输出,所以说电子调度来说,上调优先,下调滞后。从实际效果来看,相比于平均利用小时数,由于具备很好的特性,是高于其他风电场的,这也是目前在技术合理的情况下,目前在辽宁实施这样一个有效的调度机制,所以说经过这几个项目,验证了几点,第一方面验证了安全性和有效调度性,第二实现了对风电场有效风电出力管理,第三确实大规模储能电站对于电网来说作为一个有效资源,包括调峰调频,这是未来很好的发展方向。

但是我们经过三个项目的实施,我们有一些思考,因为目前这些项目大部分,第一这个项目来实施增配的项目,对于无功补偿包括整个储能站综合考虑还没有在已建的风厂达到有效发挥,对于区域电网调度部分取代备用机组方面还没有显示出一定的优势,我们在思考,能不能规范化推广这一类的这种风电场,这样作为一个区域电网的有效资源,不仅对某个风厂提升特性,而且对整个电网整个资产和调度的使用是否能产生更大的效益,我们也在进一步来推动这样项目的推广,也希望能够形成一种模式,未来陕北地区能够真正的实现和推广。

刚才我介绍的项目是主要针对于风电本身配套储能,这样一个有效发展,对于调峰作用,特别是储能作为调峰资源也是一个很好的渠道和方式,所以说基于这样一个项目背景,大规模的储能电站作为一个调峰这样一个背景,我们在2016年也是得到了能源局的批示,这个项目背景之一其中就是来作为储能调峰资源来解决风电的一个消纳问题,第二个背景就是来提高大连整个南部电网供电安全,大连南部地区与东北大陆连接处大连湾和金州湾之间地域十分狭窄,,线路走廊集中、输送容量较大,在此狭长地带集中了3回500kV线路和4回220kV线路。由于地域狭窄,受当地气候环境的影响,十分容易发生大面积电网事故,项目施工方案的论证,最终于2016年4月得到能源局的批发,这个项目规模是200MW、800MW,应该是全球最大的在电的储能电站。这个项目我们采用第二代模块化的系统,我们采用了一种立体式的建筑,所以相比于整个电站占地和规模更加适用,这几个功能也介绍了。

这个项目刚才也介绍了,我们的预期有几个,第一个通过功能实现,可等效替代200MW火,电装机,延缓火电机组,建设,减少系统投资。以上是我做的几个项目来介绍分享一下我们的经验,实际情况下在整个储能真正实现商业化一定需要整个市场机制,但是在市场机制建立前提下,未来还需要一段时间,我们通过在操作项目过程中有这样一个感想,一方面通过技术创新降低成本,尽快实现商业化,另外一方面也希望借力能源研究会这样类似很好的平台,更多去呼吁政府,针对储能在市场化没有建立之前,形成一批一系列有代表性的项目,来真正实现产业化,谢谢大家。

(发言根据现场速记整理,未经嘉宾本人审核)

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