新能源儲(chǔ)能設(shè)計(jì) | 儲(chǔ)能系統(tǒng)集成有什么關(guān)鍵技術(shù)?
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2019年10月11-12日,第六屆儲(chǔ)能技術(shù)在分布式能源與微電網(wǎng)中應(yīng)用高層研討會(huì)上,陽(yáng)光電源股份有限公司光儲(chǔ)事業(yè)部?jī)?chǔ)能銷售中心規(guī)劃研究部總監(jiān)周安如分享了主題報(bào)告《儲(chǔ)能系統(tǒng)集成關(guān)鍵技術(shù)與調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)分享》,以下為報(bào)告實(shí)錄:
我主要報(bào)告四個(gè)部分:一是儲(chǔ)能系統(tǒng)典型解決方案、應(yīng)用場(chǎng)景以及國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)分布;二是業(yè)內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù);三是以廣東為例,對(duì)調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)分享;四是陽(yáng)光電源儲(chǔ)能業(yè)務(wù)的介紹。
在風(fēng)電和光伏滲透率不是很高的情況下,電力系統(tǒng)按照“兩個(gè)細(xì)則”運(yùn)行,產(chǎn)生上一輪的電力體制改革,2006年11月國(guó)家電監(jiān)委下了兩個(gè)指導(dǎo)原則,風(fēng)光滲透率沒(méi)那么高的情況下,由于負(fù)荷的波動(dòng)性,調(diào)峰、調(diào)壓、調(diào)頻、備用都依靠火電、水電、燃?xì)饧夹g(shù)調(diào)節(jié),且基本滿足負(fù)荷波動(dòng)性需求,那個(gè)時(shí)候儲(chǔ)能應(yīng)用也很少。隨著風(fēng)光發(fā)電滲透率的提升,其發(fā)電波動(dòng)性、間歇性和隨機(jī)性給電力系統(tǒng)的轉(zhuǎn)風(fēng)慣量帶來(lái)了很大的影響,對(duì)頻率和電壓也有很大的擾動(dòng)。另外,在我們的用戶側(cè)或客戶側(cè),分時(shí)定價(jià)存在套利的可能性,2019年新一輪再降10%,經(jīng)濟(jì)性更難做了,我們了解到目前只有部分省區(qū)可以做。
發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)三個(gè)側(cè),平滑新能源輸出,提高新能源消納,火、水燃儲(chǔ)聯(lián)合調(diào)頻,調(diào)頻資源緊缺的時(shí)候也需要加配儲(chǔ)能需要調(diào)峰,用戶側(cè)的峰谷套利,還有微網(wǎng)。儲(chǔ)能的應(yīng)用主要是六個(gè)場(chǎng)景。
跟大家分享各場(chǎng)景的常規(guī)解決方案:

風(fēng)、光儲(chǔ),應(yīng)用于大型風(fēng)、光新能源電站,包括美國(guó)、澳大利亞、國(guó)內(nèi),便于集中布置、集中存儲(chǔ)、集中管理、統(tǒng)一調(diào)度。最近新疆、西藏、安徽的風(fēng)電、江蘇的風(fēng)電、山東的光伏,不管是發(fā)改委口、能源局出的政策都是示范性項(xiàng)目的政策,我們?cè)趧e的論壇業(yè)內(nèi)專家也達(dá)成了共識(shí),2017年上網(wǎng)的光伏比較高,棄光給六七毛就差不多,電站的業(yè)主三毛多也還可以。但是大家可以思考,2020年、2021年以后光伏電價(jià)也就是三毛多,再加上通用電價(jià)加基礎(chǔ)電價(jià)上浮的機(jī)制,光伏+儲(chǔ)能必須進(jìn)一步降成本,包括光伏自身降成本,也包括儲(chǔ)能本身降成本,否則這個(gè)產(chǎn)品可能沒(méi)有應(yīng)用空間,寧可把電棄掉他也不會(huì)加成本,儲(chǔ)能配電現(xiàn)在五毛多。

第二個(gè)場(chǎng)景是水電、火電的調(diào)頻,有些省是基于兩個(gè)細(xì)則運(yùn)行,有些省區(qū)建立了電力輔助市場(chǎng)運(yùn)行規(guī)則,主要還是提高火電機(jī)組的調(diào)頻性能,同時(shí)也降低了煤耗和磨損。大家知道目前這個(gè)市場(chǎng)是廣東、山西、蒙西、京津唐電網(wǎng),國(guó)內(nèi)14個(gè)地區(qū)啟動(dòng)了輔助市場(chǎng)運(yùn)行規(guī)則,廣東現(xiàn)在是10塊多,山西是5到10,京津唐就五塊,蒙西0到8的范圍,大家很少聽到山東、福建有調(diào)頻項(xiàng)目,他們太少了,只有6到8塊,基本上沒(méi)有經(jīng)濟(jì)性。
電網(wǎng)側(cè),江蘇、河南是調(diào)峰資源緊缺的平衡,可以實(shí)現(xiàn)送端或受端的控制。
用戶側(cè),2019年5月1日國(guó)家發(fā)改委下了文以后,各個(gè)省不管是發(fā)改委還是省級(jí)電網(wǎng)公司已經(jīng)開啟新一輪降價(jià),降到三到七分,市場(chǎng)可能還不太好,目前只有北京、上海、江蘇、湖北這些省市可以做。


交流、直流耦合的場(chǎng)景,這是微網(wǎng),上午一位專家也分享了,以前在一些島嶼、供電不穩(wěn)定的地區(qū)有這個(gè)需求,以前柴發(fā)是助理電源,柴發(fā)的成本高、環(huán)境污染,第三個(gè)特點(diǎn)是供電不穩(wěn)定。加了光伏和儲(chǔ)能以后,可以回避這三個(gè)缺點(diǎn)。成本降低、供電穩(wěn)定,同時(shí)環(huán)境也得到保護(hù),特別是旅游區(qū)的需求比較大,交流側(cè)耦合都是兼容并網(wǎng)和離網(wǎng)模式,也支持多源互補(bǔ),而且易擴(kuò)展,適用于大型MW級(jí)以上的項(xiàng)目。直流側(cè)耦合一般是小型的項(xiàng)目。
這是五六個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景的典型解決方案。我們知道儲(chǔ)能系統(tǒng)電池本體是不安全的,即使著火,消防很難做什么,最關(guān)鍵的是預(yù)防,儲(chǔ)能集成顯得非常關(guān)。
高安全、高集成、高效率、更智能四個(gè)方面簡(jiǎn)單跟大家分享一下陽(yáng)光這方面的實(shí)踐。
1、高安全,我從四個(gè)方面和大家分享:一是電池BMS四級(jí)管理基礎(chǔ),BMU、CMU、SMU,BMOU電芯的保護(hù),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量小于3毫伏,溫度于1攝氏度。SMU保持電池RS485實(shí)現(xiàn)SOC精度控制3%以內(nèi)、SOH精度控制在5%以內(nèi)。
直流側(cè)的斷路保護(hù),直流側(cè)4級(jí)分級(jí)斷路保護(hù),模塊之間、電芯之間出現(xiàn)短路會(huì)有熔斷器,模組之間會(huì)有一些斷路器,開關(guān)盒有斷路保護(hù),BCP熔斷器,PCS直流側(cè)熔斷器。
溫控,溫控很重要,電池本體不安全,最關(guān)鍵的是一致性的管理,溫控在其中很重要,上午一位專家也提到,溫度是充電倍率帶來(lái)的,我們陽(yáng)光電源集裝箱內(nèi)溫差可以控制在5攝氏度。
消防我們堅(jiān)持的原則是安全是設(shè)計(jì)出來(lái)的,預(yù)防的前提是靠好的設(shè)計(jì),堅(jiān)持預(yù)防為主、消防結(jié)合,陽(yáng)光主要是根據(jù)每個(gè)場(chǎng)景、每個(gè)客戶的特點(diǎn)提供種技術(shù)解決方案,陽(yáng)光電源目前和位于合肥的中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)國(guó)家火災(zāi)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基于火災(zāi)動(dòng)力學(xué)機(jī)制進(jìn)行合作研發(fā)。
高效率,現(xiàn)在可做的項(xiàng)目部分省區(qū)的用戶側(cè)以及調(diào)頻,這兩個(gè)場(chǎng)景有積極性,效率就是積極性,提高1%的效率,可能提升IRR一定的百分點(diǎn)。
高集成,這里是以磷酸鐵鋰2.276MWh為例,PCS、RTE、溫控和消防都集成在一個(gè)集裝箱,陽(yáng)光是多個(gè)方案包括儲(chǔ)能系統(tǒng),最大可以做到3.3MWh,有些是集成在一個(gè)集裝箱,有些是電池倉(cāng)和設(shè)備倉(cāng)是分離的。
陽(yáng)光PCS有以下特點(diǎn),多機(jī)交流直并,高/低壓穿越,陽(yáng)光是第一家在充電和放電兩側(cè)都可以實(shí)現(xiàn)高/低壓穿越功能的企業(yè)。SVG、99%的效率,VSG虛擬同步的功能,快速響應(yīng)非常迅速、支持各種并離網(wǎng)模式。
更智能,高安全、高效率,實(shí)現(xiàn)以上三個(gè)技術(shù)就是更智能,智能是設(shè)備層、控制層、監(jiān)控層。
陽(yáng)光根據(jù)每個(gè)客戶的特點(diǎn)會(huì)制定容量管理策略,并進(jìn)行建模、仿真,進(jìn)行系統(tǒng)性的仿真最后交給客戶。這是故障的快速診斷、分析、定位,PCS和EMS具有錄播的功能,一旦發(fā)生故障迅速上傳到協(xié)控系統(tǒng),監(jiān)控系統(tǒng)會(huì)直接進(jìn)行快速的診斷和定位。本地控制和遠(yuǎn)程控制兼顧。
第三部分,以廣東市場(chǎng)為例和大家介紹一下陽(yáng)光電源在調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)方面的思考,2018年的8月31號(hào),南方能監(jiān)局發(fā)布了《廣東調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)交易規(guī)則(試行)》,國(guó)內(nèi)有六個(gè)省市線啟動(dòng)調(diào)頻市場(chǎng),出口單位和部門是不一樣的,他們制定的思路也不一樣,規(guī)則的市場(chǎng)化程度和理念均不相同,主要體現(xiàn)四點(diǎn)不同:一是市場(chǎng)主體;二是補(bǔ)償內(nèi)容;三是補(bǔ)償?shù)挠?jì)算規(guī)則;四是排序規(guī)則。廣東分為調(diào)頻里程補(bǔ)償和能量補(bǔ)償,競(jìng)價(jià)規(guī)則廣東采取歸一化的系數(shù),調(diào)頻性能除以最大的調(diào)頻性能,規(guī)則的最后是采取價(jià)格優(yōu)先進(jìn)行排序,同時(shí)兼顧性能優(yōu)先。據(jù)我們南方電網(wǎng)區(qū)域五個(gè)省市,只有廣東未來(lái)五年會(huì)有調(diào)頻的缺口,其他四個(gè)城市調(diào)頻需求可以基本滿足。
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