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中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：11月10-11日，由湖南省能源局指導(dǎo)，中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)主辦的“第三屆全國(guó)電源側(cè)儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用高層研討會(huì)”在長(zhǎng)沙華天酒店召開(kāi)。來(lái)自電網(wǎng)公司、設(shè)計(jì)院、系統(tǒng)集成商等領(lǐng)域的400余人參加了本次研討會(huì)。

會(huì)議期間，中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)東北電力設(shè)計(jì)院有限公司咨詢公司電氣室主任蔡世超分享了主題報(bào)告《儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用》。中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)對(duì)其演講內(nèi)容進(jìn)行了梳理，并在此分享給大家，供大家學(xué)習(xí)、交流。演講內(nèi)容如下：

蔡世超：各位領(lǐng)導(dǎo)各位同仁很高興有機(jī)會(huì)給大家做報(bào)告，《儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用》。

分五個(gè)部分，概述、主要電池類型，儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用市場(chǎng)、儲(chǔ)能電池的工程應(yīng)用和案例、東北院的簡(jiǎn)介。

一、概述，儲(chǔ)能電站主要在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)，在能源富裕時(shí)，儲(chǔ)存能量，在高峰時(shí)釋放能量，具有新能源消納、調(diào)峰調(diào)頻、黑啟動(dòng)、削峰填谷、節(jié)約電費(fèi)等多重作用，儲(chǔ)能是涵蓋電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的所有應(yīng)用，基本上各個(gè)環(huán)節(jié)都有所應(yīng)用。

二、作為電化學(xué)儲(chǔ)能至關(guān)重要的是電池，那么主流電池現(xiàn)在分為鉛酸電池、鉛碳電池這兩個(gè)可以歸為一類，鉛碳電池是鉛酸電池的技術(shù)升級(jí)?，F(xiàn)在還有鋰離子電池，有磷酸鐵鋰、鈦酸鋰、三元鋰電池，三元鋰電池活性比較高，有一定安全隱患，剛才幾位專家提過(guò)，我們?cè)陧n國(guó)所應(yīng)用的儲(chǔ)能案例當(dāng)中安全故障的案例所有用的電芯都是三元鋰電池，還有液流電梯，也是我們大連做的第一個(gè)示范工程。后續(xù)再介紹。

各個(gè)電池的性能參數(shù)做了比較（圖），鉛碳電池優(yōu)勢(shì)就是價(jià)格優(yōu)勢(shì)，比較安全，一致性比較好，性價(jià)比并不是很高，因?yàn)樵诔浞烹娚疃?0%的時(shí)候三千次，但是鋰電池可以達(dá)到四千次以上。液流電池使命壽命是超長(zhǎng)的，只要在更換電解液，完全可以在線更新電池的容量，但是在全釩電池有什么毛病，造價(jià)非常貴，占地很大，帶來(lái)了系統(tǒng)復(fù)雜性和工藝程度比較復(fù)雜，所以性價(jià)比并不是很高。

所有應(yīng)用場(chǎng)景，鉛碳電池在后備電源和UPS當(dāng)中大量應(yīng)用，鋰離子電池現(xiàn)在逐步的取代鉛碳電池，鋰離子成為儲(chǔ)能電站的主流電池，液流電池因?yàn)樵靸r(jià)比較高，還只是做示范。全釩液流電池在大規(guī)模儲(chǔ)能電站還是具有一定價(jià)值和潛在空間。

我們主流電池和其他形式儲(chǔ)能相比較，熔巖經(jīng)濟(jì)型比較好，熱效率比較高，技術(shù)成熟度比較差，技術(shù)難度大，對(duì)保溫防腐和管道材料要求高；壓縮空氣單價(jià)造價(jià)低，效率低，技術(shù)成熟度低；飛輪儲(chǔ)能造價(jià)高，效率高，但是存儲(chǔ)時(shí)間很短，有可能作為調(diào)頻應(yīng)用?，F(xiàn)在永德后備電源和動(dòng)能回收。超級(jí)電容投資非常大，但是循環(huán)性能好，功率高，充放電快，工作溫度廣，但是非常貴，不具有經(jīng)濟(jì)型。氫燃料電池是未來(lái)的技術(shù)，十幾年后發(fā)展應(yīng)用，現(xiàn)在目前的核心技術(shù)還掌握在日本和德國(guó)手中，國(guó)內(nèi)的生產(chǎn)鏈條，沒(méi)有完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，所以對(duì)于氫燃料電池還是摸索的階段。

談一談儲(chǔ)能系統(tǒng)的應(yīng)用目的，這是對(duì)我們電網(wǎng)需求，總體來(lái)說(shuō)我們儲(chǔ)能系統(tǒng)最大的部分是對(duì)我們電網(wǎng)質(zhì)量的提升，所謂調(diào)頻、調(diào)峰、新能源的棄風(fēng)棄光都是我們電網(wǎng)所服務(wù)的，對(duì)于用戶側(cè)就是峰谷電價(jià)差套利的過(guò)程，還有重要的就是作為后備電量，大數(shù)據(jù)中心和重要的負(fù)荷，儲(chǔ)能設(shè)施來(lái)保證電量安全。

三、儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景和市場(chǎng)是什么情況，在用戶側(cè)，基本上還是峰谷套利，保證用電的可靠性和安全性，作為后備電源，2018年以后，主要是調(diào)頻市場(chǎng)開(kāi)始火爆，主要是山西、廣東、內(nèi)蒙，安裝在火電機(jī)組聯(lián)合調(diào)頻，這個(gè)場(chǎng)景下為什么儲(chǔ)能可以很大規(guī)模的發(fā)展起來(lái)，得力于電網(wǎng)的輔助服務(wù)市場(chǎng)，2019年至今光伏和風(fēng)電開(kāi)始要求配置儲(chǔ)能。

對(duì)商業(yè)模式和發(fā)電企業(yè)怎么平衡我們的收益，因?yàn)榧偃缯f(shuō)在風(fēng)電廠和光伏利用小時(shí)數(shù)高的地區(qū)，整個(gè)發(fā)電企業(yè)的收益比較好，可以配儲(chǔ)能，但是資源不好的情況下如何考慮風(fēng)電和光伏配置儲(chǔ)能的模式，這是我們進(jìn)一步探索的商業(yè)模式。

關(guān)于儲(chǔ)能電池的選型，根據(jù)我們不同的場(chǎng)景需求需要，主要考慮還是如下幾個(gè)方面，應(yīng)用場(chǎng)景和范圍，年可用的時(shí)間，負(fù)荷出力和特性，光伏風(fēng)電的裝機(jī)容量，系統(tǒng)成本和項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)型；變壓器容量、電池一致性、安全性、充放電效率、循環(huán)次數(shù)、反應(yīng)速度、維護(hù)成本。

現(xiàn)在總結(jié)的是液流電池由于技術(shù)成本和運(yùn)營(yíng)比較高，經(jīng)濟(jì)型比較差，所以目前案例并不是很多，這個(gè)技術(shù)日本比較有優(yōu)勢(shì)，至于鉛碳電池，壽命的局限性，在大型儲(chǔ)能不考慮了。

四、儲(chǔ)能電池的工程應(yīng)用

剛才說(shuō)了電池組就是電池選型，電池管理系統(tǒng)，這里面BMS，剛才張總也說(shuō)對(duì)儲(chǔ)能電站是至關(guān)重要的，為什么放在PCS之前，對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行安全來(lái)說(shuō)，這些都是被動(dòng)的消防手段，BMS是主動(dòng)管理和運(yùn)營(yíng)手段，大型儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)中很重要，分為三四級(jí)構(gòu)造，在每個(gè)級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)中都會(huì)應(yīng)用到BMS，電池的梯次利用，新能源汽車大規(guī)模應(yīng)用，未來(lái)兩到三年當(dāng)中會(huì)有大量的儲(chǔ)能電池淘汰下來(lái)，這些電池有一定價(jià)值，在儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)中繼續(xù)應(yīng)用，對(duì)BMS要求非常高，電池會(huì)收過(guò)來(lái)回收拆解重組過(guò)程怎么挑選電池的一致性，這是BMS特別重要的事情。跟車上的BMS系統(tǒng)，到儲(chǔ)能應(yīng)用的時(shí)候怎么轉(zhuǎn)換銜接？因?yàn)楹芏嗲闆r下，車用的儲(chǔ)能電池并不是直接拆解，直接轉(zhuǎn)包利用，BMS如何和車載電池的BMS跟儲(chǔ)能系統(tǒng)BMS怎么友好的對(duì)接，信息傳輸和SOC、SOH的計(jì)算。

儲(chǔ)能逆變器是我們儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)中從直流變交流的關(guān)鍵部件，這個(gè)系統(tǒng)是現(xiàn)在主流的直流側(cè)400V到800V，AC400V并網(wǎng)，現(xiàn)在比較常見(jiàn)的是250KW-500KV，現(xiàn)在有一些先進(jìn)的廠家已經(jīng)研究出1MW，也存在100千瓦多模塊的儲(chǔ)能逆變器，也提到電池的T次利用，多支路小功率對(duì)于T次利用是非常重要的技術(shù)手段。

儲(chǔ)能逆變器具體價(jià)格取決于具體項(xiàng)目的環(huán)境、使用要求和容量。

儲(chǔ)能系統(tǒng)兼容的EMS，不多說(shuō)了，工作具體當(dāng)中，我們尤其是風(fēng)電和光伏當(dāng)中，去設(shè)計(jì)儲(chǔ)能電站的時(shí)候，我們是否可以跟我們的光伏電站的EMS和儲(chǔ)能電站EMS進(jìn)行優(yōu)化，我們并網(wǎng)設(shè)備的時(shí)候就有并網(wǎng)調(diào)度對(duì)于我們EMS或者是并網(wǎng)設(shè)備的要求，其實(shí)到現(xiàn)在還沒(méi)有進(jìn)一步明確。比如說(shuō)儲(chǔ)能電站基本上要求的AGC/AVC調(diào)節(jié)，單獨(dú)配置還是跟光伏風(fēng)電統(tǒng)一配置還沒(méi)有統(tǒng)一，個(gè)人建議進(jìn)一步優(yōu)化明確要求。

儲(chǔ)能集裝箱是主流用的模式，對(duì)于液流電池來(lái)說(shuō)是用建筑，液流電池工藝比較復(fù)雜，需要各種泵，還是靠室內(nèi)建筑，但是儲(chǔ)能集裝箱帶來(lái)很大的問(wèn)題，熱管理系統(tǒng)，空調(diào)風(fēng)道對(duì)于集裝箱的溫度怎么管理，有一定的缺陷。

儲(chǔ)能電站的熱管理系統(tǒng)，主要依靠于空調(diào)，來(lái)調(diào)節(jié)使用問(wèn)題，鋰電池這邊建議25度，高寒地區(qū)或者是使用環(huán)境比較惡劣的時(shí)候怎么解決這個(gè)問(wèn)題，比如說(shuō)集裝箱內(nèi)怎么很好的對(duì)于電池進(jìn)行溫控，我覺(jué)得還是在業(yè)內(nèi)有一定的探索空間。

下面介紹的幾個(gè)案例。1、大連做的液流電池儲(chǔ)能調(diào)峰電站，位于大連市，總裝機(jī)容量200MW，工作建設(shè)規(guī)模200MW/800MWh，分兩期建設(shè)，每期100MW/400MWh，總用用地面積5.25hm2。電池儲(chǔ)能系統(tǒng)是由儲(chǔ)能電池組、電池管理系統(tǒng)、儲(chǔ)能變流器及儲(chǔ)能電站監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備組成，本工程建設(shè)的200MW/800MWH全釩液流電池組，每個(gè)儲(chǔ)能單元容量為25MW/100MWH。采用8串2并的方案，接至500KV儲(chǔ)能變流器。每25儲(chǔ)能變壓器串聯(lián)為25MW儲(chǔ)能單元，經(jīng)1回35KV集中變電站35KV母線。

這是簡(jiǎn)單的示意圖，電源側(cè)儲(chǔ)能最具有代表性的就是調(diào)頻電站。

這是陜西同達(dá)調(diào)頻電站，2017年開(kāi)始建設(shè)，全國(guó)第一個(gè)儲(chǔ)能調(diào)頻電站，建成之后2018年調(diào)研，項(xiàng)目是磷酸鐵鋰電池，這是廠區(qū)的布置圖。

一開(kāi)始采用集裝箱設(shè)計(jì)，是把儲(chǔ)能電池分別和PCS分別裝在在不同的儲(chǔ)能集裝箱，安置在熱電廠里面。這是PCS的設(shè)置（圖）。儲(chǔ)能電站一開(kāi)始調(diào)節(jié)性能非常好，其實(shí)體現(xiàn)在僅限于AGC考核指標(biāo)的KT值，K1、K2、K3分別代表了響應(yīng)速度、調(diào)節(jié)速率和精度，之前的KP值也就是3左右，但是加入儲(chǔ)能之后，我們KP值達(dá)到6，輔助服務(wù)是的收益來(lái)說(shuō)，加了儲(chǔ)能之后是翻倍的，2到3年回本，山西和廣東發(fā)展比較快，收益非常好，所以19年對(duì)項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)型有所管控，廣東出臺(tái)的并網(wǎng)細(xì)則里面對(duì)KP值，整個(gè)收益腰斬了，原來(lái)直接調(diào)節(jié)深度再乘交易電量的價(jià)格，現(xiàn)在大家對(duì)于調(diào)頻來(lái)說(shuō)已經(jīng)很關(guān)注了，所以政府對(duì)這個(gè)項(xiàng)目已經(jīng)一定的把控。

最后介紹我們?cè)海?950年成立的，新中國(guó)第一個(gè)電力勘測(cè)設(shè)計(jì)院，火電、新能源發(fā)電，設(shè)計(jì)、咨詢、環(huán)境評(píng)價(jià)，我們具有全國(guó)綜合甲的資質(zhì)，在東北地區(qū)現(xiàn)在儲(chǔ)能事業(yè)發(fā)展的并不是很迅速，現(xiàn)在南方先行，取決于我們地區(qū)的特性，南方負(fù)荷比較高，而且負(fù)荷比較優(yōu)質(zhì)。東北地區(qū)我們新能源資源非常廣闊，但是我們之前提倡的靈活性改造是有一定空間限度的，是有上限，如果靈活性改造達(dá)到一定限度之后無(wú)法給新能源讓更多的空間，這種情況下怎么做？肯定是靠?jī)?chǔ)能，所以在這里，各位業(yè)內(nèi)同仁共同開(kāi)發(fā)東北市場(chǎng)，謝謝大家！