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储能应用于风电场削峰填谷,其度电成本高于上网电价至少0.5元,如没有相关补贴政策,则完全没有经济利益可言。因此要推动储能在风电场中应用,需要进步拓展储能的应用,例如参与服务价值较高的电力辅助服务市场,为电网提供备用服务,收取容量费用等。
另外,整合性储能系统也为储能电站的建设运营带来了一定的困难。
目前中国集中式风光电站储能应用,基本上全部与某一风光电站配套建设(这里称为整合型储能系统)。整合型储能系统,一方面投资建设由风光电站业主负责,大量投资成本的增加有可能会减缓储能电站的建设步伐;另一方面,其生产运营由风光电站运营,因此电网不能从全局最优化的角度调度储能资源,储能可实现的功能大打折扣;再者,与风光电站捆绑运营时,还需区分风光电站和电网的收益,才能正确结算,因此对最后的付费机制的设定,也造成了一定的困难。
为了解决以上难题,比亚迪提出了在集中式风光电站区域建设独立电池储能电站的构想,希望通过协调区域内风光电站和储能电站的运行,在目前成本较高的前提下,最大程度上发挥储能电站的价值,促进储能商业化应用,帮助新能源解决消纳难题。
二、独立电池储能电站应用方式探讨
1.独立电池储能电站解决方案介绍
独立电池储能电站解决方案的总体构想如下:
在新能源发电集中地区的330KV(或类似电压等级)的母线上,选择合适地点建立独立的电池储能电站(ESS),该ESS相当于小型抽水蓄能电站,ESS直接接受当地省级(或地区级)电网调度控制,省调(或地调)依据该母线各个风力发电站和光伏电站的出力预测以及实时母线电压、频率等情况,控制ESS的充电和放电,达到平滑输出、调峰、调频的目的。
以甘肃桥湾330KV输变电站为例,采用该方式,需要为桥湾地区600MW的风电配备120MW/240MW的独立储能电站。
甘肃桥湾地区有4个风电场(华润桥湾第一风电场200MW、华能桥湾第二风电场200MW、桥湾第三北风电场、桥湾第三北风电场100MW、桥湾第三南风电场100MW)将合建一座桥湾桥湾330kV升压变电所,如图4所示。
目前桥湾风电场的出力波动较大,从小于15%的出力到大于80%的出力,一般每隔几天都会发生一次,甚至日内都会出现从接近零出力到额定出力的大范围波动。连续数日出力很小和很大的情况比较罕见,日出力波动30%-50%比较常见。风电波动和不可以预测性,给甘肃骨干网造成了巨大的压力。
配置储能系统对风电输出功率波动进行平抑,综合计算,将目前桥湾330kV变电站1min最大波动率3.6%,最大波动量21.6MW下降到8MW,需要配置储能约120MW/240MWh。
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