中国储能网讯:“宁夏至湖南±800千伏特高压直流输电线路工程是我国第一条服务‘沙戈荒’大型风光电基地送出的特高压输电通道,仅用时2年完成过去需要5年才能完成的任务,成为国家跨区域‘三交九直’输电工程中前期工作最扎实、建设条件最优越、开工条件最成熟的项目,工程将于今年6月实现低端投运。” 在近日召开的新型储能与新能源大基地协同发展论坛上,国网宁夏电力有限公司经济技术研究院院长齐屹进一步指出,“沙戈荒”大基地远离主网架,消纳需要“两条腿”走路,其中储能扮演着越来越重要的角色,通过提升通道的新能源外送利用率以及高峰时段的电网顶峰能力,有效提升系统支撑能力。
■配储存在边际效应
“沙戈荒”大型风光基地是我国新能源建设的新蓝海。根据总体规划,以库布齐、乌兰布和、腾格里、巴丹吉林沙漠为重点,以其他沙漠和戈壁地区为补充,综合考虑采煤沉陷区,规划建设大型风电光伏基地,到2025年、2030年规划建设风光基地总装机分别达到2亿千瓦(自用0.5亿千瓦、外送1.5亿千瓦)、4.55亿千瓦(自用1.4亿千瓦、外送3.15亿千瓦)。
“目前,‘沙戈荒’大基地送出配套电源风、光同时大发时段新能源出力将超过直流输送功率。”齐屹指出,通过配置储能可有效平滑新能源功率波动,促进新能源消纳利用,并通过搬运电量提升通道送电顶峰功率或延长顶峰时长。截至2024年底,宁夏投运储能472万千瓦(电网侧430万千瓦),规模位居全国第五,2024年储能的配置提升宁夏新能源利用率2.88个百分点,对于电网调节能力和新能源消纳能力提升,作用非常明显。
储能有效,但并非越多越好。齐屹指出,据测算,在“火电400万+新能源1100万”场景的基础上配置0—200万千瓦(4小时)储能对晚高峰顶峰作用、新能源利用率的提升效果接近线性。继续增配储能至300万千瓦以上,单位容量储能对调峰、顶峰的效果逐渐下降。因此,配储存在边际效应。
“储能要发挥最大效用、建多少、在哪里建,明确目标用途非常重要。” 齐屹指出,从电力电量平衡、新能源消纳和调峰需求三个维度开展测算分析,宁夏提出2025年、2026年、2027年储能配比不低于新能源规模10%(2小时)、10%(4小时)、14%(4小时),可满足新能源利用率不低于90%。
■配置方案要综合考虑
调节资源种类众多,火电、核电、常规水电参与电力平衡能力较强,但受到碳排放、开发潜力限制,新型储能发展速度快、规模大,准确评估其电力平衡能力对整体电力规划十分重要。
“通过宁湘直流送电系统方案、配套电源方案、送电曲线优化等研究,确定换流站3回线路接入系统,1000万—1300万千瓦配套新能源、400万千瓦左右支撑电源,10%—20%配储比例。”齐屹认为,宁夏模式将成为后续“沙戈荒”大基地送出典型方案。
“大基地有几项关键技术指标,输电通道年利用小时4500小时左右、绿电占比不低于50%、整个基地新能源利用率不低于90%,且晚高峰的送电规模不低于500万千瓦。根据这些因素和指标,综合考虑基地的风电、光伏、煤电配置,以及储能的规模、时长和储能类型。”能建时代(上海)新型储能技术研究院有限公司技术总监李珂指出,储能配置需综合考虑电力支撑、清洁能源消纳、经济性等多方面指标,结合受端省份需求,开展配套电源优化方案研究。根据现有经验,已建的基地项目储能技术路线多以电化学储能为主,配置比例多为新能源规模的10%—20%,储能时长多为2—4小时。
李珂进一步指出,“沙戈荒”大基地储能多以储存光伏多余电量为主,储能布局尽量遵循就近光伏区域的原则,目前开建的大基地储能主要有三种布局方式:单独组团集中布局并配置独立升压站;与光伏打捆合建,共用升压站;打捆与集中相结合。“我们认为,储能和光伏打捆合建在设备规模需求、潮流分析、运维人员配置、经济性方面更具优势。当然打捆布置,要达到和集中配置一样的调度性能,可以考虑新增一套储能高速同步控制器,保证各储能单元响应速度和准确,支持大基地运行。”
■重视数字化运维
可以预见,“沙戈荒”大基地将是未来储能重要增长极。目前,新疆和内蒙古储能装机规模均超1000万千瓦,位列全国储能能量规模和功率规模第一,也是分别以新能源配储和独立储能为主导的省份。
相比工商业/户用储能,“沙戈荒”大基地储能装机规模大、数量多,其配置要求和运维难度成倍增长。李珂指出,在大基地建设过程中,有多个储能设备供应商,怎么确保设备协调统一、快速准确响应是业主关注的重点内容。“生产工艺水平统一,可以有效节约建设、调试工期,提升系统运行性能。我们不希望供应商产品参差不齐,大基地运行时间较长,要求其性能能够满足产品全生命周期运行要求。此外,要高度重视运维能力,提升整个电化学储能工程的项目管理水平,以及规范现场调试,提高调试效率和运行水平。”
随着数智化技术发展,在提升设备安全性和利用效率方面将发挥重要作用。业内人士指出,大基地储能电站储能单元数超过上百个,电池单体数多达数百万颗,由电池不一致性引起的木桶短板效应更加凸显。此外,受新疆等电网薄弱地区应用需求推动,构网型储能技术也成为重要发展方向。在高压化、大容量化、构网化发展趋势下,储能电站控制规模急剧增加,控制要求持续提升,控制目标愈发多样。储能电站亟需面向海量电池差异化管理、多机组出力协同控制等需求,通过数字化应用手段辅助规模化储能电站安全高效运行。