中國儲能網訊:3月10-13日,由工業(yè)和信息化部節(jié)能與綜合利用司指導,中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會主辦并聯(lián)合500余家機構共同支持的第十四屆中國國際儲能大會暨展覽會(簡稱“CIES”)在杭州國際博覽中心召開。
CIES大會以“共建儲能生態(tài)鏈,共創(chuàng)儲能新發(fā)展”為主題,針對儲能產業(yè)面臨的機遇與挑戰(zhàn)等重點、熱點、難點問題展開充分探討,分享可持續(xù)發(fā)展政策機制、資本市場、國際市場、成本疏導、智能化系統(tǒng)集成技術、供應鏈體系、商業(yè)模式、技術標準、示范項目應用案例、新產品以及解決方案的普及和深化應用。
來自行業(yè)主管機構、國內外駐華機構、科研單位、電網企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、系統(tǒng)集成商、金融機構等不同領域的2011余家產業(yè)鏈供應鏈企業(yè), 53417位線上注冊嘉賓將參加本屆CIES大會,儲能網視頻號線上直播11萬人參與觀看與交流。其中300余家企業(yè)集中展示了儲能產品,涵蓋系統(tǒng)集成、電芯、PCS、BMS、集裝箱、消防、檢測認證、飛輪儲能、液流電池、熔鹽儲熱、壓縮空氣儲能等新型儲能全產業(yè)鏈。
3月11日上午,國網上海市電力公司電力科學研究院高級技術專家張宇受邀在新型儲能系統(tǒng)集成解決方案專場(中)分享主題報告,報告題目為《電化學儲能電站設計標準的解讀》。以下為報告主要內容:
張宇:各位同行大家上午好!
非常榮幸第二次參加中國國際儲能大會。今天給大家分享的是一個電化學儲能電站設計的標準解讀。我們知道新型儲能里面主要包括電化學、飛輪儲能,還有壓縮空氣儲能這三大類。在電化學里面現(xiàn)在也有幾個主要的技術流派。鋰電、液流電池、鈉硫電池,其他還有新型的鉛酸電池,還有鈉電池等。
電化學儲能它是可以用“搭積木”的方式靈活的在各個業(yè)務場景里得到應用。今天給大家分享一下,在電化學儲能標準化方面一些心得體會。有幸長期從事儲能的科研和示范工作,深度的參與了國內國際電力儲能領域的標準化工作。
這是本人在標準化工作方面的個人工作歷程。最早做國網公司的企標,后來又做上海市的地方標準,從團體標準開始做以后,又做了國內比較早的第一批儲能團體標準。后面在國標委和中電聯(lián)的領導下,又做了一些儲能的行業(yè)標準。電化學儲能電站接入電網設計規(guī)范,是在電化學儲能領域關于并網設計的首個技術規(guī)范。
大概2021年底,啟動了電力儲能術語標準的編制工作。也歷時近兩年的編寫和報批過程,整個報批的流程比較長。術語標準一共寫了大概將近200個詞條,對整個行業(yè)將來技術術語的規(guī)范起到了打基礎的作用。
從2017年開始,做一些國際標準工作。2019年立項了國內第一個屬于技術規(guī)范類的電力儲能國際標準。關于功率性儲能在電網里面應用的,在去年年初順利出版,差不多花了10多年的時間,把所有系列的標準做了一遍。
首先給大家介紹一下儲能應用大的行業(yè)背景。我們知道雙碳目標提出以后,能源是雙碳目標重點的板塊。所謂能源轉型更多可再生能源替代常規(guī)的化石能源,帶來的波動性,隨機性問題給我們電網的調度帶來了一些新的挑戰(zhàn)。
所以,我們認為在新型電力系統(tǒng)需要大量靈活性的資源。
最近,大家也關注國家能源局剛出了關于配電網高質量發(fā)展的文件,187號文,在這里對我們配電網的承載力,靈活性提出了要求,提了主配微網多級協(xié)同。重點任務里提出了和儲能相關的內容,推動電力系統(tǒng)新業(yè)態(tài)健康的發(fā)展。
由于儲能深度的融入新型電力系統(tǒng),可能會催生一些新的應用場景,包括新的業(yè)態(tài),或者新的商業(yè)模式。這個大家都可以關注。
我們知道以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)核心問題還是頻率穩(wěn)定問題,與常規(guī)化石能源為主的大慣量系統(tǒng)發(fā)生了根本性的變化。
我們知道,新型電力系統(tǒng)從保供保安全,新能源消納的角度,需要把源側、網側、荷側的靈活性資源很好的聚合起來。常規(guī)的火電,包括水電、抽蓄它還是有很長的路要走。自身也面臨著靈活性提升的一些重要使命。應該說即使是火電,它還是有很強的歷史使命要完成,它是壓艙石。
還有用戶側也很靈活,虛擬電廠需求響應比較熱。尤其像上海這樣的特大城市, 我們也在做百萬千瓦級虛擬電廠的工作。我們關注的儲能是在各種靈活性資源里面,它是“萬金油”一樣的角色,它的調節(jié)范圍、爬坡的速率、起停時間,在各種技術里是比較均衡的。從毫秒級,到分鐘級到,日循環(huán),我們缺的是長時間的儲能。應對極端的天氣。還有一些需要應急響應,需要周,月的能源供給。未來,需要電力儲能在長時儲能上發(fā)力。
這是所有靈活性資源配置的組合案例。我們知道源和荷天然有一些不匹配,如果不干預體現(xiàn)在頻率的波動上。我們可以通過高級量測系統(tǒng),對負荷頻率進行高密度的采集,把我們能夠看到的,當下的包括預測不平衡量做一個數(shù)值濾波,把它分解成高頻分量,中頻分量和低頻分量。低頻分量就用最常規(guī)的燃煤機組來調。中頻分量可以用燃氣輪機來調。快速變化的部分可以用電化學,新型儲能,包括飛輪儲能來調。
最后,把三種靈活性調節(jié)的手段結合起來,可以很好的把源荷不匹配調整到在零附近波動的水平。這就意味著電網的頻率處在很穩(wěn)定的水平。
儲能剛才也說了有各種各樣的技術門類。它的類別還是很多的,各個技術也處于各自不同的發(fā)展階段。未來也有很長的路要走。對我們用戶來說,要根據(jù)自己的應用場景??赡軒в幸恍┫埠眠x擇對自己最合理的儲能技術。這也是專門可以開研討的話題。
新型儲能給出了2022年底的數(shù)據(jù)。我們投運的規(guī)模高速的增長。抽蓄的比例首次跌破80%,意味著差不多1/4的都是新型儲能。在新型儲能里大概94%是鋰電池。剩下是其他的技術瓜分餅圖。隨著新能源不斷的增長,新型能源的比例還會逐步的增長。在不久的將來會看到和抽蓄差不多達到各占50%了。
給大家分享一些儲能的典型案例。在源側,網側,荷側,包括一些界限比較模糊的綜合性的場景里,都有一些典型的儲能應用場景,在發(fā)電側我們關注調頻,新能源的消納;用戶側峰谷套利,提高可靠性,新能源微網。綜合性的有光儲充,移動儲能;電網側調峰,電壓調節(jié)和應急支撐。
這是我們比較早在上海崇明島做的風儲聯(lián)合的示范,也是國家級示范的一部分。這個項目投運以后一分鐘,十分鐘的波動率起到了抑制作用,還有有功,無功的策略,充放電的效率還是比較高的。應該說對提高區(qū)域電網新能源消納率產生了積極的作用。
這是我們近期關注的項目,廣東珠海火儲聯(lián)合+黑啟動的項目。采用了兩種鋰電池,磷酸鐵鋰和鈦酸鋰混合的。
這是電網側的案例,也是國內第一輪儲能風起來的時候比較標桿的項目,昆山220千伏變電站,建了百兆瓦級的儲能電站。它還具有比較多的功能,源網荷儲接在省里,其他還有調頻,無功,要對所有的功能做功能的排序,這也很重要,要排優(yōu)先級。
這是我們關注國外的案例,也是國內華能國際和中國電建上海電力設計院出海做的項目。也是調峰調頻的電站,百兆瓦級,這個項目也比較有意思,也是混合儲能,國外更激進一點,三元鋰電池也用,國內在電網的儲能項目里不鼓勵大家用三元鋰電池,這里面也用了,磷酸鐵鋰和三元鋰電池。
用戶側。和智能交通,充電耦合的一些場景還是比較多的,這是我們關注的項目,也是我們在南京做的比較有顯示度的項目,光儲充充電塔的項目。充電的元素還是挺豐富的,也有鉛酸電池的儲能,也有比較靈活的一些運行方式,包括豐富的運行功能。
這是儲能光儲充系統(tǒng)的結構,是供交流母線接入的方式,也是我們最常見的方式。
還有一些在弱電網或者離網型應用里,把柴機作為備用。生態(tài)島對排放,包括對噪音有比較高的要求。通過光儲充,柴作為備用,解決了海島的要求。
這是法國同行南美建的微網的工程,用的是比較小眾的電池。
最后給大家分享一下儲能的并網設計。首先講一下并網設計有哪些依據(jù)。一個是常規(guī)的技術資料,可研,包括形成的意見。還有一些法規(guī),國家標準,團體標準。還有地方的法規(guī),以及審查過程中的會議紀要,規(guī)劃文件,共同作為設計的依據(jù)。
設計的內容有基本條件到電氣系統(tǒng),還有分項的設計。最后做的是分項設計里面總規(guī)劃,總平面圖,總規(guī)模,電氣的一次,二次,土建,消防系統(tǒng),環(huán)境保護方面。
這是新型儲能的標準體系。它一共包括八個方面,今天給大家重點分享第二部分,規(guī)劃設計部分。現(xiàn)在大概已經頒布了國標,行標200多個標準,標準體系已經初步建立起來了。有些自媒體說標準體系空缺,其實并不屬實。
和并網設計相關的標準有幾個,一個是51048,我本人參與了這個標準的編制工作。2014年出版的,從2021年開始修訂,現(xiàn)在在走報批程序,大家可以關注一下51048新版的標準。
它還是比較全面的,是設計的通則,可能講的不是太深。并網的通則是36547,電化學儲能系統(tǒng)接入電網的技術規(guī)定。還有我們和江蘇院一起牽頭寫的兩個標準,一個是35kV及以上的標準,以及10千伏及以下的并網設計規(guī)范。
其他的還有國際標準,本人也在TC120里面從事了6-7年的國際標準創(chuàng)設的工作,對整個標準的環(huán)境比較熟悉?,F(xiàn)在在62933系列的電力儲能的標準,3-1是我們所謂并網設計的母標準,3-2,3-2對功率密集型和能量密集型提出應用的技術規(guī)范。最新的也是本人牽頭編的電化學系統(tǒng)設計原則,大家以后可以關注,這個標準計劃今年年底會出版。
這是3-1的標準,現(xiàn)在也在修訂,正常明年年底會出版。規(guī)劃設計一些通用的要求,還有一些子系統(tǒng)的設計要求,還有性能評估,還有和全壽命周期管理的一些要求,也在里面有所涉及。
3-2,3-3在3-1的基礎上提出更細致通用的要求,功率型的針對五個應用場景提出具體的規(guī)定,能量型是調峰,后備電源,還有微網。3-200提出電化學儲能系統(tǒng)和關鍵子系統(tǒng)的功能規(guī)范,還有源側,網側,荷側有一些典型的案例寫了12個,有5個是中國的,7是全球的。還有設計方面的要素,包括6個方面。包括電池選擇、定容、接入方案、平面布置、子系統(tǒng)設計,還有安全方面的考慮。
儲能是新型電力系統(tǒng)重要的支撐性技術,電化學儲能又是新型儲能的主力軍。電化學儲能將來在新型電力系統(tǒng)源網荷側有一些豐富的應用場景,目前看似高速的發(fā)展,只是起步階段,還有很長的路要走。
要結合電網項目的實際情況,依據(jù)相關的標準開展電化學儲能的設計工作。
我的介紹就到這里,如果大家感興趣可以會后進一步交流,謝謝大家!




