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储能对电网的三大支撑

作者:优德88手机中文版新闻中心 来源:能见 发布时间:2021-11-08 浏览:
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近日,中共中央,国务院印发《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》(下文简称“意见”)。自此,“双碳”作为国家战略,其行动路径和整体部署正式“官宣”。“意见”提出“到2030年,风电,太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上;到2060年,非化石能源消费比重达到80%以上”,同时提出“构建以新能源为主体的新型电力系统,提高电网对高比例可再生能源的消纳和调控能力。”

实现新能源高比例接入,关键在于解决其波动性和间歇性难题,储能因此成为重要抓手。此前,山西,宁夏,青海,陕西等近20个省份已相继强制要求新建新能源项目配置储能,大多数比例要求在10%~20%,备电时长1~2小时。

需求的爆发,吸引了越来越多的“玩家”投身储能行业。电池企业,变流器企业,系统集成商,发电企业。,纷纷推出储能系统解决方案。

一个产品及其背后整个产业链走向成熟,需要数年甚至数十年的时间和大量经费投入。政策红利下,储能如何理性发展?一方面,政策后续推进应因地制宜,考虑新能源行业实际情况循序渐进;另一方面,储能企业应将更多注意力投入到产品对电网的支撑作用和对客户更本质需求的关注上,将对推动全行业稳定,健康发展起到至关重要的作用。

储能对电网的三大支撑

时至今日,储能的价值已不局限在充,放电等基本功能上。

金风科技电网技术总工程师兼源网荷储事业部首席专家乔元介绍,储能经过十余年发展,已经能够实现对电网的三种支撑作用,即频率支撑,电压支撑和弱电网支撑。

一次调频,虚拟惯量,虚拟阻尼等,是新能源场站在并网过程中可以通过各种手段实现的维持电网频率稳定的功能,能够支撑电网安全稳定运行。

与此同时,电网对风电,光伏场站的高,低电压穿越能力提出要求,当电网发生扰动或故障时,占比高达10%-30%的配套储能需同样具备相关能力。

储能对弱电网的支撑同样重要。这表现在储能系统对调相机的替代研究上。

目前我国主要采用特高压直流技术实现新能源的远距离输送,为提高直流线路使用效率,在直流送端常形成短路比较低(SCR<2)的相对弱电网。当发生直流系统换相失败,直流闭锁等故障时,送端电网电压将剧烈变化,严重情况下还会引起电网的稳定问题。研究表明,新能源配套调相机是支撑弱电网的有效手段,但调相机设备一次性投入大,运行过程产生损耗都增加了系统成本。

乔元认为,储能未来有能力实现类似调相机功能。目前,金风已经在仿真系统中获取大量试验结果,储能可以将新能源场站短路比(SCR)从1.5降到1.3,意味着新能源在弱电网下稳定运行留出更大的裕度空间。

“这是基于金风科技十余年可再生能源并网经验和针对储能的研究实践得出的结果。”乔元说。

产品可靠性与成本间的博弈

安全是储能企业的安身立命之本,这已是毋庸置疑的事实,因此也成为各大企业的发力点之一。

金风科技一直倡导和坚持“风电长跑”理念,在储能产品质量和安全提升方面的研发投入同样不遗余力,相比短期的收益,更加关注产品在全生命周期的可靠性。尽管表面上质量和安全的追求会增加成本投入,但从长期来看,在计入安全因素的考量后,度电成本其实是降低的。

以金风在提升储能安全性应用的主要技术为例。金风科技提出3重安全保障理念,即直流0并联,实现电气隔离,单个电池系统故障不会对其他电池系统产生影响;每包单独隔离,消防,监测,实现物理隔离,有效隔离风险;全氟己酮快速点喷,高效消防。

并联是导致电池发生火灾或爆炸的最核心原因之一。即使电池在不充电情况下,内部不同子电池因为电压不同,高电压电池会自动向低电压电池放电,容易造成低电压电池过充引发失效甚至火灾。0并联则很好地解决了这一难题。

所谓“一包一隔离,一包一消防,一包一监测”,是指对一个储能电池柜内的多个电池包进行物理隔离,每个电池包内都布设喷淋点,单个电池包发生故障,即可针对故障喷淋,避免其他电池包受到牵连。

而最新一代产品应用的消防介质全氟己酮,在喷洒后全环保可降解,不会对环境产生污染。

以上提到的3项技术都相应地增加了成本。“但是通过在其他方面进行综合降本,我们仍然能够保持在市场上强劲的竞争力。”乔元举例说道,金风科技新一代集散式储能系统通过采取液冷技术代替传统风冷,同时采用一体化全集成设计,不仅提升了电池系统效率,电池温差小于2摄氏度,占地面积也整体减少超过35%,大大提升了储能系统的整体性价比。

值得一提的是,随着电力市场机制日趋成熟,储能还能够通过参与交易带来收益,创造更大价值。金风科技旗下天诚同创电气有限公司负荷侧业务总监白杨介绍,目前,金风科技已经在山西某100兆瓦风电场开展实践。“从结果来看,也的确实现了盈利。”他说。

在储能系统可靠性得以全面升级,行业稳定健康发展的前提下,在“还原电力商品属性”的改革背景下,充分挖掘储能的市场价值,寻找到让市场上每一个参与者都能受益的可落地解决方案,未来储能有望帮助新能源尽展所能。

关键字:储能

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