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储能电站变聪明,光伏电也能晚上用

作者:许天骄 王宏霞 来源:亮报 发布时间:2021-12-15 浏览:

中国储能网讯:青海是我国重要的可再生能源基地,太阳能、风能资源丰富,开发潜力巨大。近年来,青海省积极引导电源合理布局,有序推进省内太阳能发电、风电等新能源的大规模开发,“绿电”逐渐成为青海的一张“金色名片”。绿电究竟给客户带来了哪些红利?中午的光伏电能不能存起来晚上用?新能源消纳和电网安全运行如何兼顾?本报记者为你逐一揭秘。

绿电进车间,减排有良方

12月8日上午9时,在青海省海东市乐都区青海乐都烁华铁合金有限公司的浇铸车间内,机器轰鸣,铁花四溅。4台铁合金矿热炉开足马力,工人们正忙得热火朝天。

青海乐都烁华铁合金有限公司是一家生产硅铁的企业,每年可生产硅铁5万吨,用电成本占总成本的六成,是典型的用电大户。朱辉是这家企业的总经理,对企业的各项支出总是精打细算。然而在白天黄金时段开足马力生产,朱辉却丝毫不担心电费成本。

“这多亏了电力公司为我们争取的好政策!”朱辉开心地介绍,2019年,国网青海省电力公司促成青海省发改委下发《关于进一步优化我省铁合金生产企业峰谷分时电价时段的通知》,将铁合金行业用电峰、平、谷时间段进行调整优化,用电谷时调整为9时至17时,进一步挖掘了需求侧削峰填谷能力。

这一模式变革的背后,是青海新能源规模化发展释放出的绿电红利。青海是我国清洁能源最为富集的地区之一。这里光照时间长、辐射强度大,太阳能发电技术可开发量35亿千瓦。截至11月底,青海电网全网总装机4070万千瓦,其中新能源装机2485万千瓦,占比达到61%,青海电网成为全国清洁能源、新能源装机占比最高的省域电网。

光伏发电具有显著的“昼发夜无”特点,优化铁合金行业峰谷分时电价时段可谓是一举多得。“企业白天生产可以使用更多光伏发出来的绿电,而且白天生产工人们的精神更好,生产效率更高了,我们企业生产的产品也更绿色,有了更强的市场竞争力。”近年来,青海海东供电公司经常深入企业开展用电检查,提供节能减排建议,朱辉对绿电的了解越来越深,他希望未来可以使用越来越多的绿电,为国家的节能减排事业作贡献。

看似简单的用电时段调整,是国网青海电力积极开展的负荷调峰实践,通过引导客户调整用电时段,使得负荷曲线更贴近新能源发电特点,发电与消纳同时进行,进一步拓展了新能源消纳空间,推动了能源资源优势转化为经济效益优势,不仅鼓了企业钱袋子,也为企业开出了减排良方。

依托清洁能源资源富集优势,青海全力推进国家清洁能源示范省建设,清洁能源发展持续向好。

2017年至2021年,国家电网连续5年在青海开展绿电创新实践,并连续刷新全清洁能源供电的世界纪录,助推青海打造清洁能源产业高地。今年,青海的绿电名片继续闪亮,青海被纳入国家电网经营区首批3个新型电力系统省级示范区之一,清洁能源发展开启新征程。

实现碳达峰碳中和目标,是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革。其中,提高非化石能源比重是重要途径,推进终端电气化和电力系统深度脱碳极为关键。

在前不久举行的2021“一带一路”清洁能源发展论坛上,青海省委副书记、省长信长星表示,青海拥有大量可用于新能源开发的沙漠戈壁,具有在碳达峰方面先行先试的优势,有服务全国实现碳中和的资源和潜力。青海将逐步打造全网绿电时间持续延长的引领性、示范性新型电力系统,争取尽早实现丰水期全网绿电,2030年建成全国首个省域零碳电力系统。

挖掘消纳空间,多能协调互补

向阳而生,随风而动。新能源发电具有“靠天吃饭”的天然属性,一片云朵就能降低一大片光伏板的发电水平。

12月9日上午10时,在国网青海电力调度控制中心,大屏幕上闪烁着颜色不同的曲线,实时显示着青海省风、光、水、火等各种电源成分的发电出力变化。

“呈现出‘馒头状’的绿色曲线是光伏发电曲线。白天光伏大发,我们会在这一时段充分消纳光伏电。夜间风力强劲,我们会适时多消纳风电。而水电、火电等常规电源调节能力较强,我们会根据电力供需进行响应。而做到这些,依靠的是多能互补协调控制技术。”国网青海电力调度控制中心实时监控系统管理专责周炜解释说。

电网调度是电网运行控制的指挥中枢。近年来,国网青海电力持续发挥大电网在能源资源配置中的基础平台作用,牵头承担了国家重点研发计划“多能源电力系统互补协调调度与控制”项目,从多种异质能源同质化建模理论、多能源电力系统规划设计、优化调度、协调控制等角度开展了深入研究,在多能源互补协调调度与控制、提升电力系统运行灵活性、挖掘可再生能源消纳空间等方面取得了大量创新性研究成果,助力新一代调度技术支持系统建设,经济和社会效益显著。

“新能源发电与天气变化密切相关,水电、火电响应电网需求也需要一些时间,这就要求我们提前做好新能源功率预测,制定周全的调度计划。”周炜说,以前新能源功率预测主要依靠各个电站上报的预测数据,这样可能存在部分数据缺失,容易出现电力缺口。新一代调度技术支持系统可以将一个区域的数据纳入预测范围,预测10天内的发电情况,为科学制定调度计划提供数据支撑。

为解决新能源数据量大、多元耦合、图模运维复杂的问题,国网青海电力采用对象化建模和自动成图技术,实现了对青海新能源场站对象化、层次化、指标化在线监视与智能告警。同时,针对极端天气下新能源出力不确定性问题,国网青海电力开展寒潮、沙尘等重大天气过程预测及新能源发电影响分析,进一步提升青海极端天气下功率预测准确度,并基于误差置信区间的概率预测,建立考虑新能源预测不确定风险调度计划编制方法,提升青海新能源消纳水平。另外,针对原有调控系统相关功能缺失、各模块相互割裂等问题,国网青海电力在新一代调度技术支持系统中建立了调度计划、自动发电控制(AGC)、安全稳定控制的统一架构,实现了中长期年/月调度、短期日前/日内调度、实时环节控制、事后评估调控全过程的有效衔接。

事后评估有什么作用?周炜举例子说,新一代调度技术支持系统可以对日前制定的调度计划与当日实际的调度指令进行评估,判断系统决策的效果,并进一步挖掘优化空间。高原天气变化多端,事后评估功能的开发为防范寒潮、冻雨、沙尘、泥石流等灾害天气提供了数据参考,帮助电网调度科学决策。

电网调度是电网的最强大脑,保障大脑安全稳定运行格外重要。新一代调度技术支持系统引入调控云的概念,将各个业务模块搭载在调控云上,体现出开放和共享的理念。“以前调度控制系统更新升级后,各级调度控制中心都需要部署一套新设备,投资较大。应用调控云后,各级调度控制中心只要有账号,便可以登录云端开展相关业务,不用再更换硬件、软件设备等。就像我们使用的微信客户端,只要自己有账号,无论走到哪里,都可以正常使用微信的各项功能。”周炜说,新一代调度技术支持系统促进电网调度深度自动化、广泛智能化和全景可视化,有利于实现多能源机组优化调度和有效促进新能源消纳。

储能电站变聪明,光伏电也能晚上用

12月5日中午12时,青海省戈壁荒滩上的光伏板熠熠生辉,鲁能海西州多能互补共享储能电站响应电网调度指令,开始进行充电,绿色的光伏电存进了一块块“充电宝”。

储能技术是保障新能源消纳的重要技术支撑,大规模储能系统不仅可以帮助电网调峰、调频,还可以发挥其功率快速调节能力,为电网提供安全支撑。

“储能电站是电网的好助手,响应电网需求是秒级的,可以帮助电网快速渡过难关。”周炜介绍,为实现多能互补、余缺互济,储能具有不可替代的作用。

青海是中国锂资源最丰富的省份,锂资源占全球锂储量的60%以上。锂是动力电池、储能电池必不可少的原材料之一,是实现碳中和目标的战略资源。在青海发展储能电站,具有得天独厚的资源优势。

1月18日,青海省能源局印发《支持储能产业发展的若干措施(试行)》,积极推进储能和可再生能源协同发展,实行“新能源+储能”一体化开发模式,新建新能源项目,储能容量原则上不低于新能源项目装机量的10%,储能时长2小时以上;实行“水电+新能源+储能”协同发展模式,新建、新投运水电站同步配置新能源和储能系统,使新增水电与新能源、储能容量配比达到1︰2︰0.2,实现就地平衡。

储能电站投资成本高,建成之后也存在闲置时段,价值无法充分发挥。国网青海电力建设了基于区块链技术的共享储能市场化交易平台,整合源、网、荷三侧储能资源,构建了基于区块链的融通调峰辅助服务系统、调度控制系统及交易系统三大核心系统,设置双边协商、市场竞价等交易形式,创新新能源市场运营模式,激发了储能电站及储能设施参与电力调峰辅助服务市场的积极性,全面释放了青海省源、网、荷各端储能能力。

“青海省目前有两座共享储能电站参与电力调峰辅助服务,电站基本上每天都能实现一次满充满放,在电网调峰和消纳新能源方面发挥着巨大作用。”国网青海电力调度控制中心计划处专责王先强说。截至11月底,青海电网共享储能累计完成电力调峰辅助服务市场交易3238笔,帮助新能源增发电量8990万千瓦时。

除了发展共享储能,国网青海电力积极推进全省电源侧储能电站改造升级,满足今冬明春保供电需求。“共享储能电站一般是集中式储能电站,而电源侧的储能电站多是分散式的,比如有些储能电池是和光伏板放在一起的,这种分散式的储能电池很难接收电网调度的统一命令,系统需要改造升级。”国网青海电力水新处副处长李延和说,今年11月,国网青海电力组织各新能源电站的储能系统改造升级为可以“听懂”电网调度指令的储能系统,并将电池充电时间设置为午间时段,电池放电时间设置为用电晚高峰时段,以便更好地发挥储能电池跨时空搬运电力电量的作用,在最大化消纳午间富余光伏的同时提高了用电晚高峰的顶峰能力,为实现全网绿电贡献力量。

储能市场前景广阔。7月13日,青海省人民政府和国家能源局联合印发《青海打造国家清洁能源产业高地行动方案》,方案要求积极发展新型电储能,围绕海南州、海西州千万千瓦级清洁能源基地建设,发挥电化学储能在电力系统中多功能优势,完善电力市场和补偿机制。“十四五”末,青海新型储能装机规模达到600万千瓦左右,应用规模位居全国前列,实现电力系统中短周期储能调节。

国网青海电力大力推进储能技术迭代升级,牵头成立了全省首个电池储能技术实验室,加快推进青海省储能产业发展及多种能源互补转型。今年,国网青海电力与6家能源及制造企业签订3000兆瓦共享储能战略合作协议,推动构建新型电力系统,支撑青海新能源持续健康发展。

到2030年,国网青海电力将全面建成青海省级示范区,推动能源供给多元化清洁化低碳化、能源输送柔性化数字化智能化、能源消费电气化减量化脱碳化,为实现“双碳”目标贡献青海方案。

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关键字:储能电站

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