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索英电气王仕城:规模化储能对系统的支撑作用与配置思考

   日期:2020-09-01     来源:北极星储能网    浏览:6539    评论:0    
规模化电化学储能是支撑能源革命的装备,支撑下一代电力系统引进的关键部件,在系统的关键支撑点和薄弱点,相对集中配置电化学储能,并接受系统的集群调度,才能更好的发挥储能的价值,提升经济性。要让产业更好的发展,需要及时的完善相应的政策,规范储能的建设标准,保护我们即将大规模投资的储能投资和产业相关方对储能的信任,促进产业的健康有序发展。

——索英电气王仕城

2020年8月26-28日,由中关村储能产业技术联盟、中国能源研究会储能专委会、中国科学院工程热物理研究所主办的“第九届储能国际峰会暨展览会”在北京召开。峰会主题聚焦“聚储能十年之势,创产业十四五新机”,同期举办储能联盟十年纪念论坛。北极星储能网、北极星电力APP对本次峰会进行全程直播。

在8月27日举办的“储能国际峰会暨展览会2020开幕式暨储能联盟成立十周年纪念论坛”上,北京索英电气技术有限公司董事长王仕城为我们分享了“规模化储能的系统支撑作用与配置思考”。


索英电气王仕城

王仕城:各位嘉宾,各位产业同仁大家上午好,索英电气进入储能产业11年了。今年论坛的主题是:“聚储能十年之势,创产业十四五新机”,当我们回顾过去的10年,可以看到产业做了很多的技术积累,也做了相应的工程示范,但是在诸多的产业支持政策下所形成的整个产业成果似乎和我们的预期还有很大的距离。那么展望下一个十四五,我们到底应该怎么做才能让储能的产业价值得到真正提升呢?下面我们想从面向未来面向大系统的角度来看一看规模化储能的应用与发展。

我们先看一看规模化储能对系统的支撑作用。为什么要发展规模化储能?因为能源生产和消费革命是国家的长期战略,前面专家都有了很多的阐述,能源革命很重要的一点就是要降低能源的对外依存度,提升能源安全,通过低碳化和提升能效使得我们实现真正的可持续发展。我们现在已经看到了很多具体的发展动作:比如石油替代上电动车、电动船和其他的电动交通工具的电动化;可再生能源发电的规模和比例已经显著的提升;然后通过变频改造提升能效,电代煤和气,让整个能源更加清洁和安全。

我们再来看看构成电力系统的三个主要部分—源、网、荷。在源的部分,现在我国的风光发电已经呈规模化发展并成为全球第一,刚刚董书记也说到了最新的数据,比现有的数据要更高一级,到2025应该达到36%以上的份额;在电网这部分,高压直流和柔性输电这部分已经成为了新的趋势,占比有显著的提升;在负荷这一端刚刚说的像变频改造、电动汽车或者电动交通工具的充电以及分布式发电,我们很多负荷已经快速的电力电子化。可以看到在未来电力系统里面,电源、电网和负荷端都在向着电力电子化迈进。前面董书记也已经说过了,这里面对灵活性调节的要求非常高,那么相应的对储能和调频的要求要求就会比之前更高。

我们看到电力系统这些部件,由线性到非线性,从连续到非连续,从高惯量到低惯量方向,发生了非常明显的变化。对应电力系统安稳支撑的要求,除了一次调频调压以外,对二次调频调压的速度要求现在是秒级,分钟级,伴随电力系统的演进这个要求可能要提高到亚秒级也就是百毫秒这一级别。我们看一看从一次调频以外的对二次调频响应这部分,现有的技术在秒级到分钟级,基本上来讲都是在分钟级的,应对新能源接入和电力电子化,满足更快的变化,很大程度上看应该需要通过规模化的电化学储能来解决这个问题。

既然要通过电化学储能来解决,规模化如何配置就是一个我们面临的挑战。最近储能市场一个大热点就是新能源配储能,我们来看一看,储能产业要想真正的发展起来,我们需要参考和借鉴一下前车之鉴(金太阳工程和电动汽车发展初期),我们期望产业同仁们共同在一起商讨,大家能够齐心协力,好心办成好事。

如何真正在新能源配置储能,真正有效支撑清洁能源更好的发展,在这里面想要思考的是储能配置需要具备什么功能,在哪儿配更能发挥储能的系统价值?从图表上看,无论是风电还是光伏,从单站到集群的时候,可以明显看到波动性在下降,集群的效应明显。在这种情况下,如果我们是在新能源的汇集点来配置储能,就可以让功率需求下降、综合投资成本下降,同时在储能能够主动平滑波动的情况下,再接入区域调度,参与调频和无功支撑,就可以显著的提升储能的投资价值。

另外一点就是现在大量的直流输电,会导致在单极或者双极闭锁的时候,出现区域系统急速有功无功变化。超出一次调频响应范围以外的快速变化需要进行快速的响应,根据缺额大小,就需要在数十毫秒到百毫秒的层级。

综上,我们认为在规模化的电化学储能更好的配置点应该是在区域电网的关键支撑点和系统薄弱点,比如换流站和新能源的汇集站,并接受系统的集群调度才能更好发挥储能价值,提升经济性。

电力系统中配置规模化储能我们认为主要解决的就是主动快速的平抑波动,然后提供无功支撑,减少系统循环备用,提供调频调峰辅助服务。在配置里面我们的意见是功率按照波动变化,或者关键的支撑要求配置。我们从刚刚曲线看到,基本波动时间在分钟级。因此,电池的时长不宜超过一小时,响应速度要满足百毫秒级的响应,我们认为储能系统应该寿命在10年以上,相应的循环寿命应该超过万次。为什么这么算,我们从现有系统来看,每天折合到调频大概有1到3次的循环需求,随着未来电力系统的演进,对快速调频能力的要求,每天可能增加三到五次以上甚至更长,所以我们认为未来电池的长寿命应该是一个需要被重点关注的要素。关于很多人希望现在多配一点时长,可能多赚一点钱。大家可以简单化来想一个问题,我们为什么不去给弃水做调峰?

发挥规模化储能应该发挥的功能的关键技术,首先是快速的响应,这点上我们索英电气现在的PCS就已经能做到充放电转换速度10毫秒,响应速度可以小于20毫秒。在系统响应速度这方面,安稳的AGC、EMS快速通道也有很好的解决方案,现在都可以做到数十毫秒,快速响应在技术层面是已经完全具备了的。

下面,通过我们索英自己储能的实践来看一看目前做规模化储能是不是已经具备条件。现在大屏幕上显示的刚刚专家也提到了,是我们在2011年做的(国家风光储输示范工程),这些(青海格尔木光储15MW/18MWh项目)也是在地面电站配储能,这是今年海南(青海海南州200MW/200MWh储能)特高压外送基地配置的项目,正在吊装的过程中。这几个项目是新能源侧配储能从2011年到2020年发展的一个写照,从2011年的几兆瓦十几兆瓦到20年我们目前正在做的200MW新能源配储能,说明电化学储能已经发展到了百兆瓦甚至GW级别的规模。下面大屏显示的(是几个电网侧储能项目,前面是江苏一期、二期,规模和技术上都明显升级),这是晋江(国家重点研发计划示范工程:福建晋江百兆瓦时储能系统30MW/100MWh)的项目,这个项目里实现了百毫秒级的响应,前面李泓老师提到的储能电池能够做到超过1万次循环的指标在这个项目里也做了验证。所以我们从技术角度和工程实践角度看,都应该具备了去做规模化储能的基础。

简单回顾和总结一下,首先,规模化电化学储能是支撑能源革命的装备,支撑下一代电力系统引进的关键部件,在系统的关键支撑点和薄弱点,相对集中配置电化学储能,并接受系统的集群调度,才能更好的发挥储能的价值,提升经济性。其二,百毫秒级的响应,上万次的循环,一小时内的储能系统才是真正能够发挥电化学储能相对优势和价值的更具经济性的储能系统。其三,要让产业更好的发展,需要及时的完善相应的政策,规范储能的建设标准,保护我们即将大规模投资的储能投资和产业相关方对储能的信任,促进产业的健康有序发展。

在我们一同往储能大产业的明天去走的时候,我们所经历的每一步都希望是坚实的,我们也期待着在大家共同用信心和努力的呵护下,能够把产业做的更好,感谢大家。

 
 

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