儲(chǔ)能作為一種能夠全面增強(qiáng)大型新能源富集地區(qū)電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓能力的新興產(chǎn)業(yè)，受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注。截至3月31日，青海電網(wǎng)共享儲(chǔ)能電站累計(jì)充電1.51億千瓦時(shí)、放電1.25億千瓦時(shí)，轉(zhuǎn)換效率達(dá)82.5%，為促進(jìn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展，特別是參與輔助服務(wù)市場(chǎng)交易、促進(jìn)新能源電量消納發(fā)揮了重要作用。

國(guó)網(wǎng)青海省電力公司牽頭承擔(dān)的國(guó)家電網(wǎng)有限公司科技項(xiàng)目“面向大型新能源富集地區(qū)的儲(chǔ)能電站優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”成果于2022年8月通過(guò)驗(yàn)收并逐步在青海電網(wǎng)應(yīng)用。大規(guī)模儲(chǔ)能電站優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)的突破對(duì)促進(jìn)青海省乃至我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展、助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。

(資料圖)

儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)成為青海省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)

春日的青海高原暖陽(yáng)高照。4月21日，在海西蒙古族藏族自治州格爾木市東部的千萬(wàn)千瓦級(jí)可再生能源基地光伏產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)，一望無(wú)際的光伏板猶如湛藍(lán)的海洋，持續(xù)將陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為清潔電能，并通過(guò)電網(wǎng)送往遠(yuǎn)方。

截至3月31日，青海電網(wǎng)發(fā)電裝機(jī)規(guī)模達(dá)4596.71萬(wàn)千瓦，其中清潔能源發(fā)電裝機(jī)4207.57萬(wàn)千瓦、新能源發(fā)電裝機(jī)2946.21萬(wàn)千瓦，占比分別達(dá)到91.53%、64.09%。伴隨著青海電網(wǎng)新能源發(fā)電裝機(jī)規(guī)模的快速增長(zhǎng)，“雙高”電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行壓力持續(xù)增大。

青海電力科學(xué)研究院電網(wǎng)技術(shù)中心主任宋銳介紹，儲(chǔ)能系統(tǒng)可在新能源電力大發(fā)時(shí)段將富余電能儲(chǔ)存起來(lái)，在用電高峰時(shí)段釋放，從而有效緩解電網(wǎng)調(diào)峰壓力。同時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)具有快速、精確響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度指令的優(yōu)點(diǎn)，較傳統(tǒng)的火電調(diào)頻機(jī)組具有更好的調(diào)頻響應(yīng)特性。儲(chǔ)能電站還同時(shí)具備有功調(diào)節(jié)能力和無(wú)功調(diào)節(jié)能力，可以全面增強(qiáng)大型新能源富集地區(qū)電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓能力，提高電網(wǎng)消納新能源電量的能力，有力保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

得益于青海豐富的新能源資源、鋰資源以及當(dāng)?shù)卣母叨戎匾?，?chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展快速，已成為青海省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。《青海省千億元鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》顯示，預(yù)計(jì)到2025年，青海鋰電產(chǎn)業(yè)投資有望達(dá)1600億元，產(chǎn)值達(dá)到1800億元以上。

國(guó)網(wǎng)青海電力科技創(chuàng)新部科研管理處副處長(zhǎng)王海亭介紹，當(dāng)前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的儲(chǔ)能電站基本是以直接接入發(fā)電側(cè)或客戶側(cè)的方式運(yùn)行。把儲(chǔ)能電站接入大電網(wǎng)，并由電網(wǎng)對(duì)電站統(tǒng)籌調(diào)度管理，能更充分地發(fā)揮儲(chǔ)能的作用。然而，無(wú)論是研究層面還是實(shí)踐層面，國(guó)內(nèi)外大規(guī)模儲(chǔ)能電站與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行的成功案例仍然很少。

2019年，在公司的大力支持下，由國(guó)網(wǎng)青海電力牽頭，聯(lián)合中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司、國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司、許繼集團(tuán)有限公司、國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司的科研團(tuán)隊(duì)，承接公司科技項(xiàng)目“面向大型新能源富集地區(qū)的儲(chǔ)能電站優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”，共同攻關(guān)大規(guī)模儲(chǔ)能電站與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行技術(shù)路線。

儲(chǔ)能電站與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行技術(shù)難題有了解決方案

當(dāng)前國(guó)內(nèi)外針對(duì)儲(chǔ)能電站的研究主要集中在協(xié)調(diào)控制和能量管理上，而以儲(chǔ)能電站為整體開展在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)和綜合評(píng)價(jià)等方面的研究極少，而面向省級(jí)電網(wǎng)或更大區(qū)域電網(wǎng)的儲(chǔ)能電站群的研究尚屬空白。

項(xiàng)目開展伊始，項(xiàng)目組明確了三個(gè)研究課題，即大型新能源富集地區(qū)儲(chǔ)能電站調(diào)度接入技術(shù)、送端電網(wǎng)的儲(chǔ)能電站優(yōu)化調(diào)度技術(shù)、省級(jí)電網(wǎng)的儲(chǔ)能電站調(diào)度模塊開發(fā)與應(yīng)用。

針對(duì)大型新能源富集地區(qū)的儲(chǔ)能電站調(diào)度接入技術(shù)，研究人員分別從信息建模和調(diào)度接入方式兩個(gè)角度提出標(biāo)準(zhǔn)化信息模型和儲(chǔ)能電站調(diào)度接入模式。在此基礎(chǔ)上，研究人員分別分析電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、無(wú)功支撐等應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)儲(chǔ)能電站的性能需求，提出合理的性能指標(biāo)和要求，有效解決了儲(chǔ)能電站接入調(diào)度的信息建模和接入模式問(wèn)題。

圍繞送端電網(wǎng)的儲(chǔ)能電站優(yōu)化調(diào)度技術(shù)研究，研究人員建立儲(chǔ)能參與調(diào)峰控制的調(diào)度模型與經(jīng)濟(jì)特性模型，研究?jī)?chǔ)能與常規(guī)機(jī)組等其他可調(diào)節(jié)電源協(xié)調(diào)的優(yōu)化調(diào)度策略；基于儲(chǔ)能的運(yùn)行特性、新能源場(chǎng)站對(duì)電網(wǎng)電壓影響特性和新能源發(fā)電大量接入后電網(wǎng)電壓的分布特性，提出科學(xué)高效的儲(chǔ)能電站優(yōu)化分配策略。

針對(duì)大型新能源富集地區(qū)省級(jí)電網(wǎng)的儲(chǔ)能電站調(diào)度模塊開發(fā)與應(yīng)用，研究人員建立了儲(chǔ)能電站的綜合評(píng)價(jià)模型，并基于電網(wǎng)調(diào)度D5000系統(tǒng)開發(fā)省級(jí)電網(wǎng)大規(guī)模儲(chǔ)能電站調(diào)度模塊，設(shè)計(jì)底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和上層人機(jī)交互界面，研發(fā)基于調(diào)度端D5000的大規(guī)模儲(chǔ)能電站調(diào)度開發(fā)系統(tǒng)，為大規(guī)模儲(chǔ)能調(diào)度提供了決策工具。

2022年4月，歷時(shí)三年的“面向大型新能源富集地區(qū)的儲(chǔ)能電站優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”項(xiàng)目完成全部研究。項(xiàng)目形成技術(shù)報(bào)告3份，發(fā)表重要論文5篇，申請(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利7項(xiàng)，申請(qǐng)軟件著作權(quán)1項(xiàng)，填補(bǔ)了該領(lǐng)域技術(shù)空白。

優(yōu)化電網(wǎng)調(diào)度策略支撐儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)大規(guī)模高質(zhì)量發(fā)展

2022年2月28日，青海省政府印發(fā)《青海省“十四五”能源發(fā)展規(guī)劃》，明確到2025年，力爭(zhēng)建成電化學(xué)等新型儲(chǔ)能600萬(wàn)千瓦。青海成為當(dāng)時(shí)儲(chǔ)能規(guī)劃裝機(jī)量最高的省份之一，相關(guān)支持政策相繼出臺(tái)。

當(dāng)年8月，“面向大型新能源富集地區(qū)的儲(chǔ)能電站優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”項(xiàng)目成果通過(guò)驗(yàn)收。專家組認(rèn)為，該項(xiàng)目在儲(chǔ)能電站與電網(wǎng)調(diào)度的信息交互方式、儲(chǔ)能電站調(diào)度接入性能要求、儲(chǔ)能電站參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻及無(wú)功支撐等優(yōu)化策略等方面取得了豐碩的創(chuàng)新性成果。

為檢驗(yàn)儲(chǔ)能電站調(diào)度模塊實(shí)際應(yīng)用效果，國(guó)網(wǎng)青海電力將該模塊部署在該公司調(diào)度控制中心D5000系統(tǒng)上，并接入多個(gè)儲(chǔ)能電站。模塊運(yùn)行后，儲(chǔ)能電站的綜合性能、運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行效果分析、能效分析等功能運(yùn)行高效有序。

4月24日，在國(guó)內(nèi)首個(gè)商業(yè)化運(yùn)行的獨(dú)立儲(chǔ)能電站——位于格爾木市東部約10千米處的上海電氣格爾木美滿閔行儲(chǔ)能電站內(nèi)，6個(gè)電池倉(cāng)的52排5928塊磷酸鐵鋰電池整齊排列，項(xiàng)目經(jīng)理申元松和同事仔細(xì)巡查儲(chǔ)能電站運(yùn)行情況。截至3月底，青海電網(wǎng)并網(wǎng)電化學(xué)儲(chǔ)能容量為82.46萬(wàn)千瓦時(shí)，其中參與共享儲(chǔ)能的電站有兩座，總?cè)萘繛?6.4萬(wàn)千瓦時(shí)。

當(dāng)前，我國(guó)正加快建設(shè)新型電力系統(tǒng)。國(guó)網(wǎng)青海電力將基于大規(guī)模儲(chǔ)能電站調(diào)度模塊的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，開展儲(chǔ)能電站運(yùn)行數(shù)據(jù)分析、支撐能力評(píng)估、并網(wǎng)性能評(píng)價(jià)研究及模塊新功能開發(fā)，充分掌握儲(chǔ)能電站對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、穩(wěn)壓等的實(shí)際支撐效果，為實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電站規(guī)范化管理和統(tǒng)一考核、推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展提供更加有力的技術(shù)支撐。