中国储能网讯：9月7—9日，由工业和信息化部节能与综合利用司、国家能源局能源节约和科技装备司、浙江省能源局联合指导，中国化学与物理电源行业协会联合232余家机构共同支持的第十二届中国国际储能大会在杭州洲际酒店召开。本次大会由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会、中国科学院电工研究所储能技术组和中国储能网联合承办。

大会以"共创储能新价值，共建市场新格局"为主题，聚焦新型储能安全持续发展，针对储能产业面临的机遇与挑战等重点、热点、难点问题展开充分探讨，分享可持续政策机制、资本市场、新型储能系统集成技术、供应链体系、商业模式、标准、示范项目应用案例、新产品以及解决方案的普及和深化应用。

来自行业主管机构、国内外驻华机构、科研单位、电网企业、发电企业、系统集成商、金融机构等不同领域的913家产业链企业，3317位嘉宾参加了本届大会，其中154家企业展示了储能产品，可谓盛装出席，涵盖系统集成、电芯、PCS、BMS、集装箱、消防、检测认证等新型储能全产业链。

大会组委会邀请湖南经研院项目咨询中心系统室副主任吴昌龙做《电化学储能系统配置及协调技术研究与应用》。以下为发言主要内容：

吴昌龙：尊敬的各位领导、各位嘉宾，今天很高兴有机会跟在座的各位分享电化学储能相关内容，我叫吴昌龙，现任国网湖南经研院项目咨询中心系统室副主任，兼规模化电池储能应用技术湖南省工程研究中心副主任。目前，正在参编湖南经研院牵头的国标《电化学储能电站危险源辨识技术导则》，及多项储能行标和企标。

作为牵头人，前段时间我组织申报电网公司及行业内储能领域科技进步奖。今天借着这个时间，向大家分享汇报国网湖南经研院在电化学储能系统配置与协调控制技术领域的研究及应用，还有后续拓展研究方向。

本次汇报涵盖5部分内容。

第一部分：项目背景

作为顺应能源革命最具发展前景的灵活性调节资源，储能是破解能源电力发展诸多关键问题的重要手段。作为最佳“缓冲器”与“减震器”，储能是应对新型电力系统构建电力严峻挑战的必然选择，对推动能源绿色转型、应对极端事件、保障能源安全、促进能源高质量发展、支撑双碳目标实现具有重要意义。

国网湖南经研院坐拥湖南省储能工程研究中心、电力市场研究中心、供需重点实验室和能源电力发展研究中心四个省级平台，也是湖南储能示范建设、技术研究、发展规划、设计评审的引领者和排头兵，早在2018年就开始了储能示范应用与研究。

接下来我介绍湖南电网特点及储能示范启动时存在的问题。

湖南电网峰谷差率长期超55％，高峰负荷保供压力大和汛期清洁能源消纳困难，已困扰十年之久，后续还将面临“高比例新能源、高比例电力电子设备和高比例区外来电”条件下，系统转动惯量和支撑能力不足等问题。储能大规模应用势在必行。如何最大化储能在电网中的应用价值，其系统配置及协同控制技术成为关键。

该领域现阶段存在的问题主要体现在：储能模块仿真时间尺度与精度不够；系统配置考虑要素单一；电池协同监测与管理方法落后；参与电网调控缺乏协调等。国网湖南经研院协同相关部门与单位联合攻关，聚焦以上难题，取得了突破与进展。

研究的最终目和意义是引导储能技术良性发展；促进可再生能源消纳；提升电网安全稳定运行水平。

第二部分：主要研究内容

研究的总体技术路线，是以电化学储能系统配置与协调控制技术为中心，聚焦配置策略和控制技术；从省网级储能规划布局→到电站级容量优化配置→到设备级状态监测与传输配置，全方面多维度技术攻关，实现储能电站协调优化调度。

具体研究内容，主要从储能建模与接入电网安全稳定影响分析、储能电站容量配置研究、锂电池状态评估与监测、锂电池管理系统优化、电池储能协调优化调度等方面开展研究。

研究内容1--结合已投运储能电站工程实际，开发储能系统的机电暂态及中长期动态统一仿真模型，并研究其在电网安全稳定控制的应用。

研究内容2--从容量优化配置角度，充分挖掘电化学储能电站功能，建立了兼顾不同功能和效益组合的多元化储能系统效益模型，兼顾运行模拟控制策略，提高储能配置方案的经济技术合理性。

研究内容3--设备硬件方面，研究磷酸铁锂电池状态评估与监测技术，提高储能电池组-荷电状态与健康状态估计精度。设备软件方面，优化储能电站控制系统二次部分及通讯构架，制定储能电站控制系统的并网调试与测试方法。

研究内容4--基于储能不同应用场景相互作用及转化机理，提出适应多需求和变需求的规模化电池储能协调优化调度策略。

第三部分：主要技术创新点

创新点1：储能电站系统配置方面。首先，针对省级电网，原创开发了适用于秒级-分钟级时间尺度、含自适应虚拟惯性支撑调频功能的电池储能系统精益仿真模型。当前电池储能系统的仿真建模研究，缺乏储能参与AGC调控的中长期动态仿真模型，不能满联合足电池储能系统参与大电网多场景调控功能的仿真需求。我们联合开发的仿真模型很好地填补了上述空白。另外，该模型是基于电池储能系统构建的模型，可以适用于铅炭、三元，甚至液流电池储能，机电暂态及中长期动态仿真模型的适应性的预估准确率在98％左右。在此基础上，构建了储能参与的多类型资源协同的安全稳定综合控制框架。我们联合开发的储能参与AGC二次调频模型，提出了储能作为调频机组参与AGC调控功能的三层级（主站侧／电厂侧／机组侧）控制模型，可支持储能系统参与电网二次调频以及联络线功率控制场景的仿真分析，已完成省级电网案例仿真模型的功能性验证。

其次，针对单个储能电站，建立了全面考虑新能源消纳、电网安全和设备负载率等约束条件，同时兼顾储能不同功能和效益组合的容量配置优化模型，实现储能配置容量的高效利用，显著提升了全寿命周期净收益。根据受益方和覆盖口径不同，我们拆分基本效益模型，考虑软件市场机制效益模型和全社会效益模型等三种测算模型。同时利用Matlab编写了GUI图形用户操作界面，导入不同的相关参数和边界条件，可方便算出单个储能项目的最优配置比例。后续储能电价政策落地后，可进一步大范围推广，或反向根据储能标准化配置容量估算储能项目投资收益率。

与国内外同类技术比较，该部分成果先进性主要体现在：多时间尺度仿真方法大幅提升了实际大电网准确仿真能力；提升了频率支撑能力，连续负荷扰动时频率偏差减小18％；有效提升应对故障冲击的安全防御能力；大大提升了储能容量配置模型的效益种类和模型收敛速度。

创新点2：电池协同监测与管理方面。首先，结合等效电路模型和电化学模型，建立了磷酸铁锂电池状态估计模型，并通过实际运行值与模型计算值的动态比对，进行参数辨识，提高了SOC和SOH的估计准确度。其次，提出了基于以太网菊花链拓扑结构和IEC61850通信规约的两层级电池系统通信管理架构，提高了电池管理系统传输速率及可靠性。

与国内外同类技术比较，该创新点先进性主要体现在：采用采用递推最小二乘法-无迹卡尔曼滤波算法的估算方法替代基于瞬时放电电压和单位时间压降的回归算法，有效提升SOC和SOH估计准确度。将三层级星型拓扑改进为→两层级菊花链拓扑，减少数据包丢失与传输卡顿，提高了通信速率。另外将星形拓扑改进为→菊花链环形拓扑，单点开断后不再丢失单簇或单模组数据，可靠性提升50%。

创新点3：储能电站协同调度方面。提出了以调峰为主导及调频、调压、紧急功率控制等为从属的场景划分方法，形成了电池储能电站控制策略优化，及其快速切换方法，构建了适应多需求和变需求的储能协同优化调度策略，并与电网调度平台D5000实现对接，有效提高了电池储能电站的利用率。

与国内外同类技术比较，该创新点先进性主要体现在：场景识别及切换准确率超过95％；调峰效果提升13.18％；电网稳态调压提升了26％；SOC维持效果提升了2.7倍。以长沙储能示范工程为例，调峰方面：以容量为54万千伏安的长沙220千伏芙蓉变电站春／夏／秋／冬四季典型日负荷及典型节假日负荷曲线为基础，选取芙蓉储能电站（26兆瓦／52兆瓦时），对比传统定功率调峰策略，提出变功率控制策略，利用负荷变化标准差指标评价调峰效果，计算得到调峰效果改善程度，即变功率调峰策略比定功率调峰策略的平均调峰效果提升了13.18％。调压方面，对比传统调压策略、提出的储能-电容器／电抗器联合调压策略，利用电压合格率指标评价调压效果，得到调压效果改善程度，即储能联合调压策略比传统调压策略的平均调压效果提升了26％。

第四部分：知识产权。截至2021年底，该研究方向总共获授权专利16项；今年陆续还有其他专利受理和授权。这是同步取得的一些软著。同时还发表学术论文25篇，其中SCI检索和EI收录18篇、中文核心7篇，以及专著1部。此外，团队牵头及参与多项国标、行标、团标、企标和地标。

第五部分：工程示范推广与研究拓展

本课题的相关研究成果，有效助力了国网湖南经研院引领湖南储能示范建设、技术研究、发展规划及设计评审等多个领域。“十三五”末期，湖南经研院就与省电力公司一起，支撑湖南省能源局推广“新能源＋储能”模式，对提升新能源消纳空间和利用率具有重大意义。并在2018年积极承担了湖南首批电网出资的长沙储能一期示范工程规划选址与总承包建设。芙蓉、榔梨和延农3座储能电站不仅对磷酸铁锂电池储能电站不同技术路线开展了示范应用，运行效果也十分突出。一期示范工程总规模6万千瓦／12万千瓦时，电网侧，提升调峰精度15％，新增售电收益1466万元；客户侧，提升供电可靠性和电能质量水平，每年减少电量供应损失7.9万千瓦时，挽回客户经济损失311.7万元；电源侧，建立储能与发电联动机制，多消纳了清洁能源7128万千瓦时，新增售电收益3706万元，经济社会效益显著。

此外，湖南经研院借助储能示范项目中积累的丰富经研，还有力推进了湖南首个风储项目和首个社会资本出资的电网侧储能项目，并分别负责总承包建设与规划设计。这是湖南经研院储能相关已开展、正在开展和计划开展的一些研究课题，涉及规划设计、协调控制、优化运行、设备调试、安全环保和技术管理等方向。欢迎各界精英与专家一起交流与合作。

国网湖南经研院将始终致力于优化新型储能技术布局，促进新型储能和电力系统各环节融合，支撑新型电力系统建设，坚持从多个角度，为储能行业带来新的技术增长点，促进储能行业健康安全发展。

汇报完毕，衷心感谢各位专家聆听，以上是我个人观点，不当之处敬请批评指正！