中國儲能網(wǎng)訊：2018年9月19-20日，首屆全國發(fā)電側儲能技術及應用高層研討會在西安綠地假日酒店隆重舉行。
本次會議由全國微電網(wǎng)與分布式電源并網(wǎng)標準化技術委員會、中國電力工程顧問集團西北電力設計院有限公司、中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司、中國科學院電工研究所儲能技術研究組、深圳市科陸電子科技股份有限公司、浙江南都電源動力股份有限公司、廈門科華恒盛股份有限公司、惠州億緯鋰能股份有限公司、浙江超威電力有限公司、成都特隆美儲能技術有限公司、廣州智光儲能科技有限公司、長興太湖能谷科技有限公司等單位聯(lián)合主辦，易事特集團股份有限公司、上能電氣股份有限公司、鈦白金科技（深圳）有限公司、陽光電源股份有限公司等單位聯(lián)合支持。
會議由中國儲能網(wǎng)和中國儲能電站網(wǎng)聯(lián)合承辦。來自政府主管部門、能源監(jiān)管部門、行業(yè)專家、設計院、新能源發(fā)電業(yè)主單位、電力公司、系統(tǒng)集成商、項目承包商、投融資機構等400余位代表出席了本次研討會。
中國電力工程顧問集團西北電力設計院有限公司新能源開發(fā)分公司設計總工程師黃興宇出席了本次會議，并發(fā)表了題為《風電電源側儲能電站的應用案例》的報告，以下為報告全文：
黃興宇：非常榮幸參加本次大會，也非常榮幸與大家分享電源側儲能電站的成果。
一、電源側儲能電站的應用
為了促進能源結構的轉型升級，實現(xiàn)清潔低碳發(fā)展，我們大力開展清潔能源，裝機容量占比日益提高，隨著清潔能源高速發(fā)展的同時，在電源側布置儲能系統(tǒng)能有效的改善電能質量，我們總結了在電源側儲能電站主要是為了實現(xiàn)幾方面的功能。一是快速響應調頻調壓，二是平滑功率輸出，三是跟蹤計劃處力，四是削峰填谷。我們的項目主要是對風電場進行系統(tǒng)的研究，本次研究儲能總共模式是20兆瓦時，根據(jù)相關數(shù)據(jù)配置了一個5兆瓦儲能子系統(tǒng)，分析儲能系統(tǒng)對風電出力的改善。風電場出力波動，存在著棄風現(xiàn)象，功率預測系統(tǒng)的準確率有待提高，儲能電池為功率型電池，具有高倍率放電能力。風電與儲能進行互補，平滑風電發(fā)電出力，降低出力波動率，儲能系統(tǒng)介入風電，提高跟蹤計劃出力的能力及準備性?？紤]到儲能電站的調峰能力，我們根據(jù)電池的功率性特性，根據(jù)削峰填谷的特性來分析鈦酸鋰電池對儲能電站的調峰能力。
二、項目概況及電池特性
本項目是風電場電源側電池儲能示范項目，風電場于2012年建成投產(chǎn)，儲能電站分為四個子系統(tǒng)，每個子系統(tǒng)為五兆瓦時，主要功能是平滑功率曲線和跟蹤計劃出力。目前正在開展設計，業(yè)主同步在進行招標工作，計劃2019年上半年投入運行。
項目建設的必要性，儲能電站的建設符合國家的相關政策以及行業(yè)的發(fā)展規(guī)劃，有利于節(jié)能減排，改善生態(tài)，保護環(huán)境，有助于推動地方經(jīng)濟的發(fā)展。建設地新能源裝機規(guī)模大，綜合開發(fā)條件好，有利于改善區(qū)域電網(wǎng)穩(wěn)定性，推動新能源利用與消納。示范和促進儲能技術的發(fā)展，提升產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平。目前我國儲能行業(yè)呈現(xiàn)出了多元化發(fā)展的良好態(tài)勢，技術開發(fā)已經(jīng)應用加速，基本上具備了產(chǎn)業(yè)化的基礎，在電池儲能行業(yè)目前應用的電池種類較多，本項目用的是鈦酸鋰電池，鈦酸鋰電池主要是應用在電動公交車等方面，它具有大功率、高倍率的充放電，可滿足3C—10C的恒流充放電需求和10C—60C的短時間脈沖充放電需求。還具有高安全性，長循環(huán)壽命，受外力破壞后不冒煙不起火，且在高倍率充放電下仍具有極高的安全性。而且在絕大部分地區(qū)使用不受到限制。鈦酸鋰電池的成本較高，本項目選用的是高倍率電芯，下一步電池廠家關于鈦酸鋰電池特性，設定相對的降低功率密度，提高能量密度，適當?shù)慕档碗娬窘ㄔO成本。
這是幾個電池測試數(shù)據(jù)，在零下40度的充放電可保持60%的可逆容量，3C循環(huán)8700次，容量保持高于88%。唯一可十分鐘內完成充電的電池，通過針刺、短路、擠壓、槍擊、火焰的測試。
三、儲能電站運行研究
我們選取的是風電場一期的資源以及實際的運行數(shù)據(jù)進行分析，配置了三個儲能方案，為了更直觀的顯示儲能電池對電站功率輸出的平滑作用，分別選取了四個典型日的數(shù)據(jù)進行分析。藍色曲線是風功率曲線，紅色曲線是平滑出力波動以后的狀態(tài)，從這些數(shù)據(jù)我們另外統(tǒng)計了全年的儲能電站的運行情況，根據(jù)圖表我們可以看出儲能系統(tǒng)的配置，起到了很好的作用，對全年的數(shù)據(jù)應用進行統(tǒng)計，大概是4800兆瓦時，充放電次數(shù)是19700到19900多次。平滑出力分析，我們選取了5兆瓦時和7.5兆瓦時的兩個數(shù)據(jù)進行比較，當儲能系統(tǒng)容易增加，使得功率曲線的波動率更明顯的降低。儲能能量增加的時候，我們優(yōu)先選擇了相對規(guī)模較小的配置方案。此外，我們對電池儲能系統(tǒng)跟蹤計劃出力能力進行了分析，因為很難準確預測它的功率曲線，我們根據(jù)2018年同期的實際發(fā)電數(shù)據(jù)進行比較分析，考慮把短期功率預測曲線進行優(yōu)化，藍色曲線是實際的發(fā)電功率曲線，紅色曲線是對功率預測曲線進行了優(yōu)化，綠化是配置了5兆瓦時儲能系統(tǒng)后的功率預測曲線，配置了儲能系統(tǒng)以后，能夠基本按照設定的值平穩(wěn)輸出，充分體現(xiàn)了儲能系統(tǒng)的作用，由圖中橙色區(qū)域可以看出，儲能增加的時候不足以帶來解決成本的問題，所以對儲能預測與實際功率一致性的改善作用是有限的。
我們利用能量可以實現(xiàn)“時空平移”的特點，從能量型電池的角度分析儲能系統(tǒng)的調峰能力，在電網(wǎng)接納風電受限時，利用儲能系統(tǒng)存儲電能，在電網(wǎng)接納風電能力不受限時釋放儲能存儲電能。我們進行了全年發(fā)電8760h生產(chǎn)模擬，以年經(jīng)濟效益最優(yōu)作為目標，多變量尋優(yōu)，分析系統(tǒng)規(guī)模。全年充電量約4338兆瓦時，充電次數(shù)564次，放電次數(shù)530次。按照目前儲能系統(tǒng)的成本，項目將處于虧損狀態(tài)，因此，需要需求合理的盈利模式。
四、儲能電站設計方案
站區(qū)總平面，本項目為擴建項目，我們在原有的風電場的西側進行擴展，儲能電站采用固定建筑方案，規(guī)劃容量是20兆瓦時，總占地0.94公頃，儲能電站布置儲能配電室和干式變壓器。
電氣系統(tǒng)，儲能模塊采用6.624KWh方案，采用柜式抽屜型布置，每個電池柜按放置12只電池模塊設計，每面電池柜容量79.488KWh。儲能子陣及儲能子系統(tǒng)，每個儲能單元配置4臺500千瓦儲能用變流器，由8個儲能子陣構成一個儲能子系統(tǒng)，最大輸出功率16兆瓦，對應的時長0.32小時，充分利用了鈦酸鋰電池的功率特性進行配置。儲能系統(tǒng)主接線，本工程分為四端母線，箱變4個一組在高壓側逐個串接后接入儲能區(qū)35kv母線上，考慮到配置的靈活，我們在一二段之間設有聯(lián)絡開關。
消防系統(tǒng)，電站設消火栓及特殊消防系統(tǒng)，配置移動式滅火器，工程消防設計與總平面布置統(tǒng)籌考慮，保證消防車道、防火間距、安全出口等各項配置符合要求。按照相關規(guī)范兩出口的距離不大于60米。室外設消防給水系統(tǒng)，儲能配電室設置潔凈氣體滅火系統(tǒng)。
采暖空調，因為儲能電池包括其他類型的電池設計，電池的發(fā)熱量比較大，所以對熱管理以及供暖通風的設計要求比較高，本項目因為選用的鈦酸鋰電池適應能力強一些，我們考慮的采暖空調是氣瓶間、蓄電池室、配電室采用電暖器采暖方案，繼電器室、控制室采用風冷熱泵帶電加熱空調采暖方式。PCS室考慮自然進風。
五、儲能業(yè)務開展情況
在能源規(guī)劃研究、火力發(fā)電、智慧城市建設等諸多方面保持全行業(yè)的領先優(yōu)勢，已經(jīng)與全球30多個國家和地區(qū)確立了業(yè)務往來關系。我院關于儲能項目近年來在儲能領域承擔了一系列的項目總包設計工作，積累了豐富的工程經(jīng)驗和成果，可以提供涵蓋網(wǎng)源核儲綜合能源的方案，在國家能源局確定的23個首批互補集成優(yōu)化示范工程中，西北院承擔了5個國內首批多能互補示范工程項目的設計工作。與清華大學、華北電力大學、西安交通大學等多家開展了多個橫向研究課題，西北院自主開發(fā)了一系列的儲能系統(tǒng)的研究軟件，研發(fā)了多能互補系統(tǒng)的生產(chǎn)仿真軟件、微電網(wǎng)規(guī)劃設計軟件、終端一體化多能互補系統(tǒng)分析及評價軟件、新能源電站儲能配置等應用軟件，結合工程進度進行了不同程度的工程實踐。
我的匯報就到此結束，謝謝大家！
（本文內容未經(jīng)演講人本人審核）
