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国网湖南经研院徐志强:支撑新型电力系统构建的新型储能多场景融合技术及其发展规划

作者:中国储能网新闻中心 来源:数字储能网 发布时间:2021-12-13 浏览:

中国储能网讯:2021年由湖南省工业和信息化厅、湖南省商务厅、长沙市人民政府、中国化学与物理电源行业协会联合主办,100余家机构共同支持的湖南(长沙)电池博览会暨首届中国国际新型储能技术及工程应用大会在长沙圣爵菲斯大酒店召开。此次大会主题是“新储能、新动力、新发展”。

会后,为了能让参会代表有更深入的行业交流,小编经过演讲专家本人同意和审核,将演讲专家的速记整理如下:

徐志强:各位领导,各位嘉宾,行业同仁,大家下午好!感谢我们主持人简单的介绍,也感谢国际储能大会给我这次机会,我想大家做个汇报。

我叫徐志强,来自国网湖南经研院,汇报的主题就是“支撑新型电力系统构建的新型储能多场景融合技术及其发展规划”。

主要汇报四个方面的内容:一、储能发展背景与现状

2012年习近平总书记提出“四个革命一个合作”的国家安全能源新战略,2021年提出双碳目标,强调各界安全更小的能源体系,因为能源体系系统是实现生态目标的主战场,同时强调了构建以新能源为主体的新型电力系统,因为新型电力系统也是实现双碳目标的主力军。

而目前构建新型电力系统存在着诸多挑战的,大家都在研究新型电力系统,我这里讲三个方面:电网连锁故障及大停电风险与日俱增,无法满足新型电力系统建设的新要求,相关的技术基础、体制机制均需要创新。

而作为顺应能源革命发展最具前景的灵活性条件资源,类型多样的储能在调峰、调频事故之支撑多应用场景发挥有效作用,破解能源电力发展诸多问题的重要手段,也是实现这个能源空时平衡,以及治理、复杂电力系统问题的最佳的缓冲器,应对新型电力系统构建严峻挑战的必然选择,也是对于实现双碳目标的重要意义。

什么是电力新型储能?

电力新型储能是指可以规模化应用于电源、电网、负荷三侧,以提高电力系统灵活性调节能力为目的的除抽水蓄能以外的电储能技术。

当前电力新型储能虽然实现了一定程度上的规模化应用,但是应用场景非常单一,利用小时数偏低,盈利模式难以实现。技术的可靠性、经济型、协调性均存在不确定性。现在电力新型应用有四个方面主要问题:

第一当前储能全环节缺乏系列标准的引导,亟待统筹引导储能发展规模和布局,健全标准体系和行业管理,切实提高储能利用效率和盈利能力。

第二,未建立专业化、多样应用体系。

第三,电力新型储能安全问题贫乏,卓越推动储能应用的最大的障碍,在安全相关领域的创新。

第四,现有的政策市场机制制约较一单位,也是制约新型储能发展,如何挖掘价值融合提升储能盈利空间,探索培育成熟的商业模式等,有待进一步深入研究的。

电力新型储能多场景融合技术内涵

调峰调频平抑波动,事故备用,时空耦合多为支撑,优化配置新型储能的规模、类型、参数和侧策略等等,通过构建模型构建、系统分析、概念设计、系统集成、装备实现,最终实现多类型、多场景的新型储能的一站多能,多站高效,广域协同,而采用的融合技术和运营机制,这就是多场景融合技术。

二、研究意义目标与作用

我们主要是聚焦国家能源安全、能源可持续发展以及能源重大工程建设,对技术创新的要求。通过产学研用协同创新机制,多类型、全场景新型储能支撑新型电力系统构建的关键核心技术攻关,新型储能系统规模化应用的系列装备胭脂鱼工程试验示范,重大装备集成应用体系,这也是我们进行研究的意义。

基于研究的意义,我们提出一核、两融合、三化、四平台的发展战略。即以电力新型储能高效支撑新型电力系统构建的核心,两融合就是在于技术融合和价值融合,三化指的是推进储能多元化示范、规模化应用、产业化发展,四平台指的是技术攻关、装备研制、人才会聚和孵化平台,学习交流平台。

基于发展战略提出我们的目标,以新型电力储能系统出发,打造产学研用一体化的链条,构建电力新型储能多场景融合自主创新体系,产生了一批高质量的技术标准,同时研发符合多场景融合要求的电力新型储能器件,提升新型储能对电力系统要求的响应性能及技术指标,推动安全技术进步和成本下降。研究建立和新型储能特点相适应的市场机制和配套侧,排除政策瓶颈,科学疏导成本,完善政策咨询体系和市场环境。

具体预期指标(图), 通过目标和指标的实现,推动行业的发展,供应行业、科学研究行业,装备制造行业,技术服务行业。同时通过目标的实现,也可以对湖南电力的发展有支撑作用的,这个支撑作用也具体表现在四个方面。

三、规划方向和关键内容

有四个方向

一是新型储能多场景融合经建模与优化分析,分单场景、多场景方面,重点研究的是不同场景下面的功率能量的空时耦合,一站多能的需求分析、指标优化以及协调控制,以及大规模的电动车、充放电等。

二是新型储能多场景融合集成设计、装备。重点提高储能系统的综合利用效率,实现多能耦合和优势互补,解决储能的安全和消防的问题,这里面有储能安全消防和阻燃、热失控等技术。

三是研究不同储能系统性能评价方法、技术评价体系,推进多类型储能的技术示范。

前面介绍了三个规划方向之间的关系是这样的,规划方向一理论研究指导我们规划方向二设备研制,再进行规划方向三并网试验和性能检测。

四是多场景融合运营机制研究,讲的是应用价值和融合价值的研究,重点研究多时间尺度下的储能融合价值和融合路径,研究多空间维度下的储能互济支撑价值和融合路径,研究时空动态调整下的储能联合运行和稳定支撑价值。市场运营机制,主要研究新型储能和风光火多源融合的辅助市场机制,还有交易机制等研究。

四、示范引领方面

湖南位于全国能源流、电力流双末端,化石能源匮乏,煤炭对外依存度超过90%,煤价、电价在全国名列前茅,省内风光水清洁能源及区外来电消纳占比超过50%。

湖南电网是全国系统问题最为复杂并且对新型储能最为迫切的“三高”电网。特别是去年,这个事情也受到了中央和国家能源主管部门,国家电网、湖南省委省政府的高度关注,为我们深入研究构建新型电力系统的关键套占提供了典型样本。

针对于湖南电力系统的复杂问题,湖南电力在新型储能在应用场景分析,技术指标分析,储能需求分析,规划布局设计,咨询服务,系统集成服务开展了前瞻性的研究工作,并且具备储能应用的全过程、全环节研究和管理能力,驾驭复杂敏感电网有深刻的理解。湖南电力去年年底牵头了湖南省重大科技专项,2023年完成,估计投资4个亿,湖南省成立了技术攻关团队,开展了10余项目科研项目研究,科研经费达到3千多万。

综合治理复杂电力系统,率先在网侧、源侧进行了储能工程的示范和研究,目前我们湖南省拥有储能14万千瓦,正在加速3期和4期工程的建设,3期和4期工程多个百兆瓦级的,今年年底建成98万千瓦,目前我们已经储备了200多万千瓦。力争到2023年建成电化学储能150完千瓦、300万千瓦时以上。规划“十四五”配置450万千瓦时的新型储能。在电网示范工程基础之上,湖南电力引入社会资本,率先推行了新能源+储能的租赁模式,网源协同发展,目前湖南公司也是与多家风电公司签订了风电配套储能租赁服务合同。

总而言之,电力新型储能是国家重点发展领域,行业对其技术和装备有迫切需求。湖南是全国电池原材料主要生产基地,具备较为完整的储能产业链,在省政府的高度重视下,湖南储能产业发展目前呈现欣欣向荣之势,国网湖南电力敢为人先,科学谋划,在电力新型储能方面拥有一流的创新平台和科研团队,具备扎实的技术产业化、工程化、产业化基础。

国网湖南经研院是湖南省重要的运营保障支撑机构,拥有新型储能全过程、全电池的仿真平台,在全国率先实现规模化定制储能的工程研究中心,还有能源互联网工序运营实验室,还有湖南省电力研究发展中心,所以形成了对新型电力能源的顶层模式,湖南经研电力设计有限公司一套人马,两牌牌子,设计公司拥有三甲资质,可以为用户提供储能全方位的解决方案和咨询服务。

邀请大家多来湖南经研院指导,来储能工程研究中心交流合作,更好实现成果转化推广,产品的试点示范和工程建设落地。说实话我们在湖南省内经研院和工程研究中心,电力设计有限公司在储能方面有雄厚的基础和便利的条件。

感谢大家的聆听,仅我个人的观点,不到之处请批评指正。

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关键字:新型电力系统 新型储能

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