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湖南综合能源刘标:长沙电网侧电池储能电站建设经验与思考

作者:中国储能网新闻中心 来源:中国储能网 发布时间:2019-05-22 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26日上午的“储能电站与技术应用(四)“专场,国网湖南综合能源服务有限公司项目经理刘标在会上分享了主题报告《长沙电网侧电池储能电站建设经验与思考》,以下为演讲实录:

刘标:各位专家,各位同行,下午好!因为我们公司罗总临时有事情,没有出席这个会议,所以我在这里给大家做一个简单的汇报。

我报告的题目是“长沙电网侧电池储能电站建设经验与思考。

我的介绍分四部分:长沙电网测储能电站建设必要性、建设概况、建设经验和思考。

第一部分,湖南电网现状,峰谷差大,2018年,最大峰谷差达到58%,长沙地区60.5%。同时在湖南的电网装机过程中,抽水蓄能可调峰的水电站会比较少,调峰能力比较差,低谷的弃电问题比较严重,高峰时期的电力供应不足问题会非常明显。而且峰谷差是逐年增大的,据统计现在以每年11.9%的增长速度在继续增加。

湖南现在在新能源、光伏和风电方面发展也非常快,新能源的快速增长并网,对电网的冲击越来越大,破坏需要一个支撑性的电源稳住电网的稳定运行。2017年的时候,为了把清洁能源从西北地区运输过来,通过一个特高压运输过来,基于这些问题,湖南电网迫切需要在长沙这个地方建立一个储能电站。

储能行业发展过程中,一个是产能过剩,一个成本的快速下降,2018年的时候,江苏、河南、湖南等地区都大力开展了储能电站建设的情况,储能电站在电网侧主要有削峰填谷、调频调压以及其他辅助的功能,能够保证电网的稳定性和灵活性的运行,促进新能源的消纳。

第二部分,长沙电网侧储能电站的建概况。

电池储能电站容量配置,基于以下几个方面,一是长沙电网巅峰负荷下存在电力缺口。二是应用场景,后期的应用主要是应用在削峰填谷以及调频一些方面的。三是考虑到投资成本以及运营收入以及成本的匹配。四是作为示范性的储能电站,规模既不能太小、也不能太大,在很没有掌握很好的运输情况下可能发展不出最好的运输经营的情况。最终我们制定了两个方案,分别是平抑负荷峰值1.2、3%的方案,根据长沙电网的电网设计,最终选择了平抑负荷峰值1.8%。

电池储能的技术选型,主要参考了江苏、河南的电池选型的方案。在现在规模化的储能电站建设过程中,在电网侧主要考虑的是储能电池的安全性、响应速度、循环寿命、利用效率、可行性以及初始的投资因素。最终我们选择了磷酸铁锂电池,一个是他的方案比较成熟,二是他的安全系数是会比较高的,比三元锂电池的安全系数更高一些。

电池储能电站的选择,一个是考虑到并网的方便性,现在这些选址在120千伏和110千伏的变电站的周围,选址的考虑原则,是不是存在过载和重载的问题,后期过程中遇到的问题是否是容易得到解决的,还有示范作用,建在哪个地方的示范作用会更明显。基于这些我们做了一期项目,一期项目的总容量是12万千瓦时,总功率是6万千瓦,选择了三个地方。芙蓉站在长沙的主城区,榔梨和延农在周边,都存在非常严重的卡脖子问题。

电池储能电站建设与运营模式,一期我们的项目是6万千瓦和12万千瓦时,总投资大概是4亿元人民币,我们采用的项目运营模式是,电池是作为租赁的模式,我们的电站也是租赁的模式。综合能源服务公司作为储能电站的法人,通过租赁电站生产商的电池,通过引入社会资本来投资到湖南的电网建设。综合能源服务公司再把储能电站租赁给省电力公司,省电力公司通过储能电站对电网进行调频调压的过程。

我们的招标相当于,每个储能电站作为一个大包,再分三个子包,就是电池设备、PCS的其他二次设备,作为三个子包的,每个电池生产商、电池供应商都可以去投保,只要具备资格都可以投保,在同一个储能电站中只能中一个指标。通过多点开花的作用,能够保障电站的快速建设以及后期的稳定运行。

在建设的一期项目中,榔梨站和延农站,采用的全预制舱的室外布置,包括储能的电池系统、BMS系统以及(PPT)系统,还有总控室的EMS系统,还配备了10千伏的高压配电室。(PPT)这是现场图、这是实体图。

相比榔梨站和延农站,芙蓉站采用了三层的钢架结构,更好的空间式布置,能够更好的,在主城区能够节约空间,能够避免储能电站的噪声外扩,一些相关设备会免遭风雨侵袭,在储能电站的工作环境更好,工作状态会更佳、效率更高一些。毫秒级电源响应系统,快速精确、出力及时,可确保电网安全运行,在国内现在已经建好是单体容量最大的一个储能电站。

长沙电网侧的储能电站是通过分散布置、集中控制的,调度模式主要是在长沙省调D5000系统中开发储能电站控制模块,调度数据网连接储能电站EMS,EMS控制储能电站充放电的过程。这个过程从电网指令下达以后,充放电大概只有200毫秒的时间。这个模块主要的功能,有三个比较好的特点:大数据挖掘,可以根据负荷的走势生成一个计划运行曲线,对储能电站什么时候充放电会有更好的预测。有一个智能协同的特点,在电网的总指令下达以后,这个模块会把这个指令分解成很多小指令,分发给各个储能电站再进行充放电。

储能电站的安全性,刚刚前面专家详细介绍了储能相关设施的安全,安全是储能电站的重中之重。从2017年8月到现在,韩国的一个储能相关设施发生了21起起火事件,前几天美国也发生了一个储能设施的起火事件,所以安全对储能电站是最为重要的重中之重。在长沙储能电站的安全性方案,我们首先采用的是磷酸铁锂电池,在高温运行下稳定性还是很高的,不容易发生起火,运行也是比较稳定的。在电池端配备了一个温度保护侧防短路的测试、自我故障的诊断,同时电池簇、电池单元之间也具备防火的设计。在舱体里面也布置了自动灭火系统,这个系统能够实现火灾的自动探测、自动控制、气体自动灭火的功能。

这张PPT是对长沙电网侧储能电站总体的概括。长沙储能电站从218年5月份开始实际调研,到江苏、镇江等地实际调研,接下来两个月里面完成了项目的可行性分析,对于这个储能电站的容量配置以及规模的大小、选址都进行了具体的分析和勘定,在接下来的8月份里面,省公司批示,省综合能源服务公司作为主体做这个事情。9月里面主要完成了总单位的招标和定标工作,以及电池租赁合同签订以及定标等一些其他的工作。从10月份开始,最终签订了一个PCS相关的合同。10月中旬开始了正式的开工工作,现在为止大概半年时间,榔梨站和延农站完成了并网试运行工作,完成所有的调试工作了,现在在做最后的削缺工作,把电站全部交给电网去运行了。芙蓉站从23号已经开始并网试运行了,接下来的5月份也会试运行完毕,等到马上要过来的暑假的高峰期,就会起到非常好的调峰的作用。

第三部分、第四部分,主要是基于前面的建设概况,对它进行经验的总结和思考。

第三部分,电池储能建设概况。

首先,长沙储能电站是在湖南省的电力公司统筹下来建立的,能够在一年之内迅速建成完离不开前期精细的规划以及其他多单位的协同合作。同时,通过一些租赁的运营方式和电站租赁运营模式,降低了前期的资本投入,加快了项目的建设情况,保证这个项目能够快速的运行。通过创新的招标模式,将大包分为三个子包,引入了更多的社会资源、社会资本,为长沙储能电站二期的建设引入更多的社会资源来做这个事情更好一些。

当然在快速建设和运营的过程里也出现了一些问题,首先,在某些部分电池里面出现了电芯组装Pack包出现一些问题,没有达标,导致在调试过程中出现电芯过压、过温,导致整站满功率充放电时,个别电池堆被迫降功率运行,或者出现PCS待机问题。第二个,是招标中没有明确EMS、PCS、BMS各部分间的通讯规约及通讯端口,导致后续做了一些调整。第三个,储能电站由于它的数据量比较大,如果直接接到主网里面去做一个主网的监控的话,主网端其他的监控数据可能就会受影响,监控录像就会有卡顿的问题,这也是很重要的问题。

第四部分,电池储能电站发展思考。

首先所有考虑里面安全是最重要的,首先要全方位、全过程的安全防控体系,在储能电站前期的项目实施之前,这是一个预定的规划,这个项目的计划是怎么样的,后期的安装、运维过程中也会出现一些问题,这些问题都要集中考虑进去。系统设计以及后面的项目建设完毕以后有一个风险评估,这也是要做的,三个过程要相互结合的,保证全方位安全的重要性。

在安全的前提下,现在大家都在建储能,储能究竟有什么效益,应用的效益在哪里,我们要把这种应用收益量化,量化以后才能建立一个评价体系,这对于后期储能电站的建设具有重要的指导意义。这种量化,必须要完善现在的辅助服务市场,前几天好像广东省就颁布了一个市场交易的响应,应该是20元/千瓦/天。第四个问题就是,在现有的电网系统里面可能专业的储能人才储备还是不够的,更多要引入专业的储能人才,同时对其他的人才加强一些储能方面的培训。后期的储能电站,是否要纳入输电成本这个问题到现在国家的政策以及电网方面还是没有具体的结果的。

储能电站作为一个新生的事物,在2018年蓬勃发展,现在还没有关键的技术规划、相关标准的体系建设还没有完成,所以需要需要在已经建好的电站中,运营过程中、建设过程中出现了什么问题,故障标准怎么制定这些是重要的。等到储能电站发展到一定程度的时候,如果出现多个储能电站,这种监控,是否建立一个专门的监控中心,这是一个值得考虑的问题,我们湖南电网专门建立了监控中心。我们现在也在做泛在电力物联网,专门建立一个系统,有一个端口专门留给储能的,把这个数据放在泛在电力物联网里面,为构建“三型两网”做一个重要的技术支撑。

我的报告就是这些。谢谢各位!

(本文根据演讲录音整理,未经演讲人本人审核)

关键字:储能大会

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