中国储能网讯:5月24~26日,由工业和信息化部节能与综合利用司与国家能源局能源节约和科技装备司联合指导,中国化学与物理电源行业协会主办并联合240余家机构共同支持的第十三届中国国际储能大会在杭州召开。
来自行业主管机构、国内外驻华机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的1011余家产业链供应链企业,5417位嘉宾参加了本届大会,其中245家企业展示了储能产品,可谓盛装出席,涵盖系统集成、电芯、PCS、BMS、集装箱、消防、检测认证等新型储能全产业链。
5月24日下午,国网山西电科院王腾鑫受邀在独立共享储能电站专场分享了主题报告,报告题目为《山西储能发展的情况及应用前景的分析》。以下是报告主要内容:
王腾鑫:我今天汇报的题目是山西储能发展的情况及应用前景的分析。整个汇报从四个方面开展,首先介绍一下山西储能发展的现状以及环境。提到储能我们不得不提新能源,所以首先介绍一下我们山西新能源的现状。
截至目前我们省集中式的风电装机已经达到了2200万千瓦,集中式的光伏装机达到了1500万千万,在35千伏的分布式的光伏有74万千瓦,10千伏以下的分布式光伏有443万千瓦,分散式的风电有106千瓦,可以看到整个山西新能源装机容量已经达到了4395万千瓦,同比增长657.8万千瓦。
这么大的新能源装机之后占我们整个山西统调的装机占比已经达到了48.9%,这个比例预计到2025年可能会超过55%,所以说这么大规模的新能源接入山西电网之后势必会带来波动性、间歇性和反调峰性的影响,会对我们山西电网的稳定性构成严重的影响。但是波动性、间歇性和反调峰性有多大呢?我这里面有一组数据,这是两个表格,我统计了我们山西集中式的风电和集中式的光伏15分钟功率变化的最大值。我们可以看到,风电它的15分钟最大的功率变化值直接可达到244万,光伏15分钟最大功率变化它也有107万,风电跟光伏大的波动对电网的安全确实是有很严重的影响。
接下来这条曲线是一条反调峰曲线,大家可以看到,在23点晚上低谷的时候,风电它发出的电量有了将近1674万,在高峰的时候其实只有273.29万,一天内的峰差就达到了1400多万。风电、光伏的波动性、间歇性跟反调峰性给我们电网带来的影响是时时刻刻存在的,而储能是解决这一影响的一个很好的手段。山西省能源局、能监办都出台了相应的政策来支持储能的发展。
截至2023年4月山西电网储能项目主要集中在火储联合调频领域,目前它已经有12个项目投入使用。电池一般就是磷酸铁锂电池和三元锂电池。华电朔州的一个项目配置了飞轮加锂电池。这是我们山西储能的五种方式,第一种是风电配储能,参与一次调频的,另外一种是光伏配储能,这是政府强制要求配的。还有一种是我们的共享储能,另外是国网时代在大同建了一个300兆瓦,600兆瓦的独立储能。还有一种火电配储能。现在市场上常见的储能的运营方式,在山西都已经开始落地应用了。
这是我们山西的一个项目,它里面做了一个火电加储能。火电是一个320兆瓦的机组,储能是配了9兆瓦,4.5兆瓦时。配上储能之后主要是参与AGC的调频,配上储能之后可以看到中间这一列它的平均值可以达到5.0,调频的性能位于山西第一的。投入储能以后,日补偿的额度可以达到7万元,是它投入之前的7.5倍多。火种配储能的应用前景还是很广阔的。
另外一个我们的老千山风电场,这个风电场里面它是配了6兆瓦时的储能,这里面我们做了一些AGC的实验,我们对储能电站的以下工况进行了测试:风电场无备用容量时,分别测试高于和低于额定频率的情况;另外一种是风电场有2兆瓦的备用,低于额定频率;还有一种是风电场配置10兆瓦的备用,模拟低于额定频率的五种工况下的一个AGC的响应情况。可以看到,它可以在3秒钟之内做响应。12秒就可以达到应变负荷的90%,15秒之内可以达到稳定,这个响应的速度还是很快的。
第二部分是储能电站并网的一些基础要求,储能这两年发展的非常快,各种各样的形式都在发展。那不管储能如何发展,储能本体的安全一个电网呈现出来的并网特性是我们关注的一个重点,这也是未来储能健康发展的一个基础。从国家到地方政府到电网公司都对储能的安全性提出了一些要求,比如到货的时候我们要对储能的关键设备,BMS储能的电芯,PCS做抽检,在并网的时候也要做它的并网性的试验。
这是储能电站需要开展的并网测试项目,左边的九项是新能源配储能的情况,前面的六项都是一些常规的测试。中间的第七项和第八项是对储能的做的测试,由于新能源配的储能一般它的容量会比较小,在储能并网试验的时候我们只是看它的一些型式试验,不做现场的实际测试。但当有独立储能的时候,储能并网的七项实验和型式试验的三项实验都是需要去做的。
电池管理抽检,电池拿过来之后,我们目前各个网省公司对于电池的电芯、PCS关键的部件并没有进行抽检,但是这些关键性的部件对于电池的安全是很重要的,未来还是需要去加强测试能力的建设,在全国范围内构造统一标准化的测试,服务于我们电站的运行。
新型的储能,比如我们山西也投入了一些飞轮储能,像坎德拉新能源公司配了一百兆瓦的飞轮储能。飞轮储能在我们的印象当中它是一种功率性的储能,但是在山西这种能量型的飞轮储能它也有,储能时间可以达到两个小时,完全可以用来参与调峰市场。新型的储能正在飞速发展,但是我们目前没有高级的并网技术规定和测试规范,我们需要去加强并网性能的研究,同时要推进标准化的工作。
对于储能我们自己也有了一个尝试和探测,我们做了一个能源互联网的示范工程,在我们基地我们也配了三种储能。其中包括电化学储能,它有500千瓦1.5兆瓦时,超级电容是100千瓦,飞轮储能是1兆瓦。仅有储能没有任何的意义,必须要跟其他的设备配合起来,才能发挥它本身的优势。除此以外,我们配置了500千瓦的分布式光伏,还有41台充电桩。同时,我们园区自己也搭建了冷热综合能源的系统,多种要素为储能发挥自己的价值提供了很好的验证场景。光有这些要素其实还是不够的,我们自己在电网的这个方面也做了一些尝试,园区内搭建了完整的一套交直流混连的配电网,交直流就是常规的交流,直流±10千伏,±375等电压等级共7个,预留接口共34个。这样就为储能在整个园区里的应用提供了一个很好的实验跟验证的场景。当然,我们这个园区主要是为了储能的科学研究。
第三部分是电力市场上储能运行的一些潜力分析。目前,储能在山西实际落地应用的就是火储AGC调频,它是目前山西唯一实际应用的储能市场。我们地方政府为了鼓励储能的发展,也把这个调频的价格由原来的5到15元每兆,提升到了30元每兆瓦。同时也出现了一些问题,当我一个电站它每天频繁去调用储能的时候,储能对外的输出特性跟它刚开始的特性就不一样了。所以这也是我们去加强技术跟进步的。
第二个就是我们现在的新能源厂站都在要求配储能,这里面也有一些问题。新能源厂站的储能在我们光伏限功率的时候,会优先把光伏的电量充给电池,有功率缺额的时候,储能优先放电。这样的模式其实有点单一,储能纯粹的变成了一个成本性的项目,没有对外创造收益。其次,如果所有的新能源厂站都配上了储能,它的同时率不高的情况下,就会导致容量会有浪费。最后还有一个原因,现在新能源厂站的运维人员并不像在座的各位这么了解,它运维起来也有困难。我们在想,未来它的共享储能可能会是一种很好的方式。
这是我们山西独立储能参与一次调频的,这是21年12月31日,能监办印发了《山西独立储能电站参与一次调频市场的交易实施细则》,报价是5到10元每兆瓦,费用来自两个细则以及发电量。通过测算它的收益还是蛮好的。政府也是鼓励大家参与这个市场,所以在考核费用的时候都是乘了0.8,考核放的比较宽。
接下来是今年5月10日,山西能监办出台了正备用市场,在晚高峰的时候,像下午的四点到晚上的九点你报价可以做到0到100元每兆瓦来参与备用市场,目前倒是还没有实施,但是有这个文件支撑之后,共享储能不仅可以做容量的租赁,还可以通过现货市场的价差获取收益,而且还可以参与备用市场获益,还有一次调频。
现在的共享储能与新能源厂站其实是处于一种解耦运行的,共享储能并没有为我们新能源厂站提供很好的服务,没有提升我们新能源厂站的调节性能。当未来共享储能真正参与到新能源厂站运行的时候,就会涉及到几个问题。第一个共享储能为新能源厂站做了调节,做了服务,那这个服务的效果怎么去评价。第二个利益怎么去分配;共享储能电站未来会服务好几个新能源厂站,容量该如何科学合理的去进行分配,需要进行研究。此外,如何进行协调控制也需要进行关注。第三个就是我们去年6月份的时候,山西同时同步出台了虚拟厂的市场规则,是全国首个省级虚拟电场的规则。储能可以作为其中的一员来参与市场,这个市场里面把虚拟电场分成了“源网荷储”一体化的虚拟电场和纯粹“负荷类”虚拟电场,均它可以通过中长期跟现货之间量的差距来去获取一定的收益,这就又为储能提供了一部分的收益来源。
最后是一些储能的思考,第一个是要加强储能的管理,包括它的并网测试、到货管理以及安全性能的测试。另外我们还是需要去探索储能的商业模式,政府已经出台了多种市场规则,如何引导我们的储能去参与市场从中获利并推广应用,是我们接下来应该做的事情。
谢谢各位专家,我的汇报完毕。