中國儲能網(wǎng)訊：近日，住友電工發(fā)布圣地亞哥2MW/8MWh全釩液流電池儲能示范項目驗證成果。
新能源和工業(yè)技術開發(fā)組織（“NEDO”）和住友電工工業(yè)株式會社（“住友電工”）在美國加利福尼亞州完成了改善電網(wǎng)電能質(zhì)量的示范項目，并成功實現(xiàn)了諸如在包含66個客戶的商業(yè)配電網(wǎng)上建立微電網(wǎng)，大型固定式蓄電池氧化還原液流電池（RF電池）操作，以及在正常和緊急情況下的多用途使用等主要可交付成果。
該系統(tǒng)使得在正常運行期間通過電力市場交易賺取收入成為可能，除了在自然災害和計劃停電等緊急情況下為停電區(qū)域或假定停電的地區(qū)提供電力外，還可以作為獨立電源。這是美國和日本首次在以蓄電池為主要電源的商業(yè)配電網(wǎng)上運行微電網(wǎng)，為停電做準備。
該示范項目的結果有望適用于未來國內(nèi)外潛在電力需求量大的地區(qū)，例如為離網(wǎng)地區(qū)建造太陽能和風力發(fā)電設施的微電網(wǎng)，以及發(fā)電機燃料運輸成本昂貴的島嶼需要100%可再生能源供應。
1.概述
美國加利福尼亞州已頒布參議院第100號法案，旨在到2045年僅使用清潔的無溫室氣體排放的能源，并正在推動引入儲能設施，以解決由于大規(guī)模引入可再生能源而導致電力質(zhì)量惡化的問題。此外，加利福尼亞州最近越來越多地經(jīng)歷緊急計劃和輪換停電，以作為野火和極端炎熱天氣期間空調(diào)負荷迅速增加的對策，這正在成為一個社會問題。因此，在停電的情況下，作為停電對策，像數(shù)據(jù)中心這樣的消費者僅能連接到特定配電板（關鍵負載配電板）的電路上，通過蓄電池提供電力。但是，覆蓋更廣泛地區(qū)并加強電力系統(tǒng)彈性的需求也越來越大。
在此背景下，NEDO于2015年9月委托住友電工，并在圣地亞哥進行了示范項目，采用全釩氧化還原液流電池（RF電池），這是一種固定式蓄電池，使用壽命長，適合大規(guī)模使用。
氧化還原RF電池的優(yōu)點是，它們不會因充電/放電等因素或循環(huán)次數(shù)而退化，并且更容易實時測量電池中的剩余電量。該項目一直在開發(fā)應用策略并進行演示，以增加能源市場（電力交易市場）和輔助服務的利潤，并且還可以選擇高度靈活的電力交易招標模式，該模式已于2018年12月與當?shù)仉娋W(wǎng)運營商（獨立系統(tǒng)運營商）啟動。
2021年，NEDO和住友電工決定在配電網(wǎng)上額外展示微電網(wǎng)的運行，利用RF電池設施作為應對計劃和輪換停電的對策，這些停電正在成為該州的一個問題，并于10月開始成功運營。這是美國和日本首次在以蓄電池為主要電源的商業(yè)配電網(wǎng)上運行微電網(wǎng)。
2.主要成就
（1）使用VRF電池的微電網(wǎng)操作增強電網(wǎng)彈性已經(jīng)過驗證有效；作為獨立的電源，使用VRF電池（8MWh）已成功通過配電網(wǎng)向66個真正的住宅客戶提供電力供應，假設他們在因自然災害等原因停電期間與電網(wǎng)斷開連接。
盡管微電網(wǎng)中電力需求與太陽能系統(tǒng)的電力輸出總是波動，但VRF電池可以通過充電/放電來穩(wěn)定配電線路的電壓和頻率，以維持電力供需平衡。
我們已經(jīng)確認，在停電期間無論是啟動蓄電池的黑啟動轉換，還是在連消費者都沒有注意到停電的無縫過渡中，都可以從并網(wǎng)狀態(tài)穩(wěn)定地切換成微電網(wǎng)狀態(tài)。
上述驗證結果表明，在發(fā)生計劃性停電和自然災害等緊急情況時，我們可以作為微電網(wǎng)內(nèi)的獨立電源向可預見的停電區(qū)域供電，同時在正常情況下通過與電網(wǎng)運營商的電力交易賺取利潤。
（2）通過示范項目驗證VRF電池的性能結果如下：
我們驗證了通過應用高度靈活的競價算法，以及RF電池不會因充放電模式，循環(huán)次數(shù)，或SOC（充電狀態(tài)）工作范圍等而加速電池衰減等優(yōu)勢，可以提高電力市場交易的盈利能力。
在大約四年的時間里，RF電池的能量容量下降非常小，即使電池在SOC 從0%到100%的范圍內(nèi)連續(xù)充電和放電，并且在像加州獨立系統(tǒng)運營商（CAISO）功率急劇變化的操作中。根據(jù)示范結果，即使在20年后的預期容量也表明，預計它將保持額定能源容量（8MWh）。
我們不僅驗證了沒有明顯的電池衰減，而且驗證了系統(tǒng)的高可靠性。在四年的驗證運行中，沒有出現(xiàn)重大系統(tǒng)故障，確認了系統(tǒng)的高可用率（99%）。
該示范項目的結果可以適用于未來日本和國外具有高潛在需求的情況，例如為離網(wǎng)地區(qū)建造具有太陽能和風力發(fā)電設施的微電網(wǎng)，或者由于發(fā)電機燃料的運輸成本昂貴，島嶼需要100%可再生能源供應。
NEDO和住友電工將通過推廣該項目所開發(fā)的技術，通過增加可再生能源和減少溫室氣體排放，為提高電網(wǎng)彈性和實現(xiàn)碳中和社會做出貢獻。
