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孙树敏:储能在综合能源系统中的应用

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国储能网 发布时间:2019-05-05 浏览:
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中国储能网讯:4月24-26日,由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会主办的第九届中国国际储能大会在浙江省杭州市洲际酒店召开。在4月24日下午的“储能电站与技术应用(一)专场”,来自国网山东省电力公司电力科学研究院的首席专家孙树敏在会上分享了主题报告《储能在综合能源系统中的应用》,以下为演讲实录:

 

孙树敏:尊敬的各位嘉宾,非常荣幸受到中国化学与物理电源行业协会储能应用分会的邀请有机会跟各位交流一下,上午和下午的各位专家演讲非常精彩,大家都从不同角度对储能做了阐述,我想从用户的角度、从电网角度来跟各位交流和分享一下储能在多能互补综合能源系统中应用的相关情况。主要从能源互联网背景下的储能技术、储能在多能互补中的应用和一些应用案例做一些分享。

上午有些专家也介绍了,国家电网在推“三型两网”,搞泛在电力物联网。国家电网的终极目标,从企业发展角度来讲,“三型两网”最终是能源互联网,国家电网提出世界一流的能源互联网企业的主要内涵。建设能源互联网企业,储能在这里面有非常重要的地位,不管是从发、输、配、用各个层面上各位专家介绍了很多应用的场景,我们认为储能产业是能源互联网最后一公里,是实现能源互联网的蓄水池,并且作为能源结构调整是关键的一个支撑和关键的推手,这里面关于储能的应用作用大家都非常清楚。

在能源互联网背景下的储能占有什么样的地位呢?国家电网在讲我们大规模新能源的利用和电能的传输、能量的传输有两个,一个是特高压,就是远距离的输送,另外一个是分布式,作为可再生能源消纳两个主要的技术,大规模输送和分布式应用是两个并举。在大规模应用和分布式应用两个领域里面,储能占有非常重要的地位,各种应用案例各位专家也都做的介绍,时间问题不过多的解释了。

其中有一点,随着可再生能源占比的增加,大家知道,电源不管风电也好、光伏也好,不确定性、随机性、波动性是大家有目共睹的。在占比达到一定比例的时候,怎么去解决好波动性的能源能够安全稳定的运行,这里面储能的技术我们认为是一个终极的解决方案。

大家讲新一代电力系统很重要的特征就是电力电子化,就是电力电子设备的应用会越来越多,不管是我们的电源,我们的风电、光伏,包括储能的PCS,大量的采用了电力电子设备,我们的负荷侧,柔性负荷,非线性负荷越来越多,电力电子化设备越来越多,它的应用会带来很多问题,这些问题大家可能已经遇到过了,比方说我们现在发现的,如果说你多个电力电子设备的并联,会存在很多问题,比如说与接入系统的接入强度有很大的关系,同电网的接入阻抗、电网的短路容量,同样的电力电子设备在不同短路容量的电网里面特别在配网里面应用会产生很多问题,比如谐波共振的问题、过电压的问题,已经有非常多的案例了,我们在配网侧也遇到很多这样的案例,比方多台设备的并联、多台光伏逆变器的病态、多台PCS的并联,在弱电网的情况下,会形成很大的干扰源,这些问题的解决我们认为储能也有它非常重要的作用。

刚刚讲的是分布式电源,分布式电源储可能现在能够看得到的就是以光伏为主,通过光伏的发电曲线可以看到,这样的天气情况下影响是很大的,对我们的电源质量特别是用户间的交互影响在山东已经出现多次了,比如大量的屋顶光伏出现以后,特别是政府的光伏扶贫,造成用户侧家用电器的损坏故障率比较高了,再一个,影响到我用户,这些用户会反过来投诉电网企业,这些问题应该要针对我们电源的设计、配网的规划过程中去提高方案、解决的措施,这里面储能也会起到很好的作用。

 拿山东来讲,现在我们可再生能源装机的容量,在光伏已经是全国第一了,1千多万光伏里面其中将近一半是分布式光伏,这些分布式光伏对电网的运行,特别对配电网的运行带来很大的影响,比如现在我们的调度,中午的时候我们的负荷出现了下凹,就是影响了我们负荷的预测精度,对电网的调度运行产生了很多的影响,这些问题各位专家也都介绍了,我们在电网大规模储能的应用有非常好的一些应用前景,为什么呢?它可以去匹配我们可再生能源的不确定性和用户侧的不确定性,储能会起到非常好的匹配作用,这里面的应用前景也是非常广阔的。

目前应该说储能在电网侧的应有,像在江苏、河南,包括浙江,包括湖南,应该说在国家电网都走在大规模储能应用的前面,从山东公司角度来讲,也非常重视储能在电网侧的应用,现在我们省公司的一个重大研究课题,就是《储能在山东电网的应用及运营分析报告》,省公司牵头,职能部门都参与,现在我们正在规划储能如何在山东电网去应用,从山东电网的现状和储能应用的需求分析、储能在山东电网的场景分析、储能系统运营模式及收益分析、电网储能系统建设相关建议,目前我们正在开展这方面的工作,各位都是对储能行业行和领域非常感兴趣和密切相关的,有时间可以多交流。目前我们山东省能源局也委托我们山东去规划山东省储能应用相关的一些建议,这两个项目我们同步在做。大家知道,有个效益就是,最近电网的输配电价成本核算大家知道,没有把储能列到电网成本里面,从表面上来看,可能电网在大规模应用储能方面会有一定的影响,但是从我个人的角度来讲,对我们储能商业来讲未必是一件坏事。因为从某个角度来讲,如果现在大规模的电网作为像投资变电站一样投资变压器、投资线路一样,大规模投入的话,可能会对这个行业发展带来很多的负面东西。第一个,现在储能应该说处于大规模应用的前期,很多技术还得需要到现场去验证,特别是在用户侧,在电网的一些辅助应用这些方面,我觉得不管是大企业、还是小企业,大家都在创新,不但是技术创新,还有商业模式、运营模式、投资模式这种创新,这种创新的发展和积累,最终会在电网去爆发,我相信下一个监审周期,储能一定会成为电网成本性的,那个时候建储能就像建变电站一样,成为刚需。

大家知道,现在国家电网还在推“三站合一”或者“多站合一”,因为老的变电站特别是一些经过我们现在的规范化设计以后,腾出来很多空间,这些老的站又是集中在城区附近,现在国网提出来搞“多站合一”,其中很重要的充电站和储电站,这些应用通过租赁的方式或者示范工程的方式,也会在电网侧产生大量的应用场景,在这些领域我觉得各个企业都可以在这里面多做一些创新和开发性的工作。

下面再介绍一下储能在多能互补综合能源系统中的应用情况。大家知道,综合能源最近这几连叫的都比较响,国家电网把综合能源业务列为第二主业,甚至有些人说未来的第一主业,不仅仅是经营电网和售电的企业,而将来是一个综合能源服务的提供商,这个是目前很多的发电企业、很多的能源相关企业都在去向综合能源业务、综合能源服务区拓展。这个领域里面,我个人认为,储能也会有非常大的用武之地,因为综合能源业务最根本的是要提高能效、降低成本。大家知道,有的时候节能和经济不一定是挂钩的,有的时候节能不一定节钱,有的时候节钱不一定节能,大家做节能业务可能会知道。但是综合能源业务里边,特别是随着电改的推动,增量配网业务和综合能源业务的融合,在这里面实际上会有很多的机会。

国家我们讲微电网,国家电网角度来讲,我们认为微电网是分布式能源消纳和吸收重要的方式,当然现在微电网的实现大多数都在边远地区就是用电薄弱地区来去推广和应用,现在关于微电网的技术方方面面信息也比较多,我们认为微电网最终要向微能源网发展,不仅仅是电量的平衡,局部区域里面建设微电网的同时还诎要考虑冷和热就是能源的生态需求,把电和冷热其他的能源综合起来考虑,特别是把分布式能源,冷热电联供技术、储能技术、多能互补技术结合泛在电力物联网的理念,共同来打造能源互联网一种新的生态,这样的项目往这个方向去严谨的,不仅仅是一个技术的严谨,还是商业模式的严谨,这样在一些工业园区,有很多很多的场景,后面会有一些介绍。这里面重要的增加能效、降低用户侧的成本,这个领域商业机会越来越多。

微能源网向综合能源系统的演进更是发展的一个方向,实现热能、冷甚至是其他的一些能源的交互和融合,形成一个综合能源的系统,在这里面,在这个小型系统里面储能的作用也是非常显现的,麻雀虽小五脏俱全,既要做电力平衡、又要做电量平衡,无论你做电力平衡还是电量平衡,储能都会发挥很重要的作用,特别是在小型系统里面要实现冷、热、电联储。这里面有很多的关键技术,其中一个,区域能源制冷化调度和控制技术,这个是很重要的,因为我们传统的电网调度是电为主,传统的热是以热力平衡位主,现在把电和热耦合在一起带来了很多相关的技术。

另外一个,即插即用的分布式能源智能测控技术,结合泛在电力物联网的应用,还有现在搞的能量路由器,光、储、充一体化的电站技术,冷热电联储的技术,这些技术的应用在综合能源系统把电的储能和热、冷的储存结合起来、耦合起来,来实现一个能源利用的最大化。

从应用场景来讲,各个专家介绍很多了,我想重点介绍在电网侧的应用。电网侧大家知道,其中很重要的应用就是,现在我们国家电网是强直弱交,直流大家,一旦产生闭锁对电量带来巨大影响,现在解决的方案,江苏、山东在搞,一条直流闭锁以后我们要快速的切负荷,切负荷是做减少、储能是做加法,并且响应速度非常快,这样可以解决电压扰动的问题,未来在电网非常看好这方面的应用的。再一个,还有一个就是降低容量费用,这方面我觉得也是一个非常重要的应用场景,我可以把一个小型用能系统的用电高峰削下来,可以降低容量费用,从电网角度可以减缓电力设施的投入成本,比来需要去变更或者增溶的,由于储能的使用可以延缓电力投资。

用户侧储能大家了解比较多了,我感觉未来在无电地区或者在一些用电薄弱的地区,大家知道即便是在很发达的地方,像在山东,10千伏线路也有超过几十公里的,超过50公里以上的也有,边远地区的供电特别是海岛供电,储能和新能源结合是最好的方式。间歇性可再生能源功率平移。新能源到一定程度以后怎么解决爬坡的问题,这是很好的应用。再一个冷热电联储,提升系统综合能源。还有调峰调压,提高可靠性。

简单介绍一个案例,零碳社区,核心是我们要建一个绿塔项目,在未来一个综合建筑立面达到零碳的设计,储能占有非常重要的作用,不仅电储能,还有热冷联合储能。蓄冷/热系统一定要和电负荷,降低峰值负荷需求。采用一些先进的管理技术。大家知道,现在虚拟同步机技术比较火,虚拟同步机技术里面储能是非常重要的应用领域,这个里面除了过去在光储虚拟同步机以外、风电虚拟同步机以外,负荷侧面也也采用虚拟同步机的技术,达到源、网、荷协同。    

由于时间关系,我的报告就到这里,谢谢各位!

(本文根据录音整理,未经演讲人本人审核)

关键字:储能大会

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