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平高集团阮鹏:电网侧储能技术趋势探讨

日期:2019-05-22    来源:中关村储能联盟

能源资讯中心

2019
05/22
10:31

关键词: ESIE 平高集团 电网侧储能技术

  2019年5月18-20日,“ESIE2019储能国际峰会暨展览会”如期举行,会上,平高集团储能科技有限公司副总经理阮鹏讲到:“储能暂态特性功能应用需求越来越多。储能系统有几个重要的特点:1,快速响应能力,从PCS设备可以做毫秒级的响应。2,可以做精准的控制,把整个输出的功率做非常精确的控制。这些优势是非常适合于向电网暂态需要,一次调频、二次调频、调压、源网荷储的联动,可以发挥储能一些特点和价值,我们认为储能系统的暂态特性和功能越来越多,目前在我们电网侧项目,以及将要建设的项目当中都在尝试着增加这方面的设计。”

 
  以下为发言实录:
 
  平高集团储能科技有限公司副总经理 阮鹏:
 
  各位专家、各位领导、各位同仁,下午好。非常高兴今天有机会能够到这个会场跟大家分享一下我们平高关于电网侧储能技术的一些理解和探讨。
 
  我今天讲的题目“电网侧储能技术趋势探讨”。今天分五个部分跟大家分享一下:
 
  一,近年电网侧储能项目综述
 
  二、三站合一解析
 
  三、电网侧储能应用需求分析
 
  四、储能相关趋势探讨
 
  五、平高储能产业介绍
 
  第一部分,我们从2018年开始电网侧储能进入一个爆发期,在各个地方,包括江苏、河南、湖南都几十兆上百兆的储能。第一个,江苏一期的项目,总规模101MW/202MWh,采取的方式为分散式布置、集中式控制,在浙江8个储能电站,主要目的缓解镇江地区由于火电厂关停造成2018年电网侧迎峰度供电的压力。
 
  第二,河南电网的项目100.8MW/100.8MWh,采用分散式布置、集中式控制。16个变电站,主要功能有紧急功率支撑、调峰调频,并提供无功补偿、主变节能和线路降损这方面的节能服务。
 
  去年下半年在湖南长沙60MW/120MWh储能项目,有三个站组成,分散式布置、集中控制。主要应用于保障局部地区供电,提高供电可靠性,提高调峰能力和延缓变电站的增容。
 
  这些投运的项目,还有在建的项目,江苏二期总共40.8MW/752MWh,6个城市11座站组成,应用削峰填谷、备用电源、调峰调频、紧急功率支撑等诸多功能。
 
  今年在北京怀柔、延庆有两个站,总规模19MW和24MWh,北京这个项目包含固定式储能电站和移动式储能舱两种形式,整个应用调峰和保电模式,提升变电站供电安全可靠性,保障重要用户的可靠用电。这是我们近年来电网侧储能项目的一些情况。
 
  第二部分,国网大的战略三型两网,很重要的一个形式三站合一,储能电站、变电站、数据中心融合在一起,大家也在广泛探讨如何建设三站合一。平高关于三站合一有一些自己的理解跟大家分享一下。
 
  首先从三个站要素来分析。变电站有几个特点:
 
  第一,稳定可靠的大功率电力进线。
 
  第二,具备和电网调度的接口。
 
  第三,优良的电力专网干线通道。
 
  第四,巨大的场地空间挖潜能力,尤其在电网的设备升级改造以后,有很多旧的变电站有很大场地的挖潜。
 
  第五,传统的变电站有非常成熟的场站安全运维管理体系。
 
  第六,三型两网建设尤其泛在电力物联网的建设推进以后产生海量的数据存储和边缘计算的需求。
 
  储能站:
 
  第一,快速的电能和功率输入输出响应能力。
 
  第二,电池运行过程中,会产生海量的数据存储和边缘计算需求。
 
  第三,储能电站本身的核心就是电池,有大容量电池的配备。
 
  第四,储能电站对大面积、场地安全管理需求也是非常大的。
 
  数据中心:
 
  第一,有海量的数据存储能力,本身就是做大数据的存储。
 
  第二,有丰富的数值计算资源。
 
  第三,数据中心对稳定的电力供应的需求非常迫切。
 
  第四,有大量的后备电池的需求。
 
  第五,数据中心也需要高带宽的通讯干线接入。
 
  从这三个要素的特点分析来讲,如下几个点可以融合的:
 
  第一,变电站空置场地可以为储能站和数据中心建设所用。
 
  第二,变电站的调度通讯接口可以为储能站所用。
 
  第三,变电站电力供应可以为数据中心电力供应提高至少一个等级。
 
  第四,变电站成熟完善的运维管理体系和安全的巡检机制,可以为储能站、数据中心的可靠运行提供保障。
 
  第五,数据中心可以满足变电站和储能站发展过程中产生的PB级海量数据和边缘计算的需求。
 
  第六,储能电站快速功率和能量响应能力为电网运行安全提供保障。
 
  第七,储能电站可以充分利用数据中心后备电源的闲置电池参与电网调节,尤其是调频、调压等浅充浅放的应用。
 
  第八,数据中心可以充分利用变电站已经有的优质电网光线通讯干线资源接入大的互联网当中去。
 
  第九,三站运行监控系统可以融合一体,这是我们平高对这方面的理解跟大家分享一下。
 
  第三部分,电网侧储能应用需求分析有如下发展趋势:
 
  第一,面向能源互联网的标准化、模型化、虚拟化需求。储能电站作为能源互联网必备的电网设施,将来会成为一个网络当中的标准设备,以及有一定的模型便于互联网来进行规划和建设。同时可以从能源互联网的一个情况,成为一个虚拟化的资源来运行。
 
  第二,高置信度的系统性能需求。坦率的讲,我们今年电网侧储能这些项目,我们刚刚开始很多的建设还在摸索,整个设备的运行、稳定性各方面还需要有待提高。作为电网的运行来讲,对设备、系统稳定性要求非常高的,所以有一个高靠置信度性能指标和规格。
 
  第三,储能暂态特性功能应用需求越来越多。储能系统有几个重要的特点:1,快速响应能力,从PCS设备可以做毫秒级的响应。2,可以做精准的控制,把整个输出的功率做非常精确的控制。这些优势是非常适合于向电网暂态需要,一次调频、二次调频、调压、源网荷储的联动,可以发挥储能一些特点和价值,我们认为储能系统的暂态特性和功能越来越多,目前在我们电网侧项目,以及将要建设的项目当中都在尝试着增加这方面的设计。
 
  第四,多点聚合控制需求不断深入。刚才看到了已经建设的和正在建设的电网侧的储能项目当中,都是采用分布式的布置和集中控制,这种多点聚合会不断地更多深入,逐渐形成一个虚拟化的资源的运行。
 
  第五,可移动的特性和快速部署能力需求逐步得到关注。像北京的项目出现移动储能的需求,我认为移动储能这些系统将来在台区检修的供电和应急备电过程,储能的应用能力会越来越的重视。
 
  第四部分,储能相关技术趋势探讨。
 
  关于电池这一块有几个方向:
 
  低成本,磷酸铁锂的电池是一个主流的电池类型,安全特性和低成本有更多的潜力。去年公开招标过程中,比亚迪在平高的投标过程中已经做到0.86元/Wh,随着规模不断扩大的话,这个成本不断下降。
 
  长寿命,平高跟一些院所、电池厂家做一些课题,在探索寿命接近20年,循环寿命超过一万次的情况。这样的话使储能系统能够接近电网当中的开关柜类似这样一个寿命,能够真正成为类似于电网其他一些标准设施的运行寿命的情况。目前从课题的进展情况来讲实现的可能性还是非常大的。
 
  安全性,我们从电网侧储能安全角度来讲,主要着眼于火灾的预警、后面的火灾的应急防范。实际上来讲,我们认为将来从多方面的系统性的去考虑安全的问题,包括从电池的本体一些热失控的阻断,以及整个防止热失控扩散的电池模组的设计,电芯本体的阻断和电池热失控的防扩展,以及我们完善的消防的预警,包括一些事故的预警,以及最终的应急和防灾的体系,一整套的体系进行全方位的安全体系。
 
  专业化,现在逐渐已经出现了粗能专用电芯的概念。越来越多厂家推出专用电芯,储能对寿命有长时间的可靠性。
 
  对于BMS有发展的趋势:
 
  第一,多参量高密度监测。电池是典型的物联网的体系,整个电池在运行过程当中,甚至在存储过程当中,运行的参数密集的监测对电池整个评估非常重要的。像江苏的项目已经开始实现每一串电芯温度进行监测,将来增加气体监测等等这些参量的监测,将来这个趋势不断往前深入。
 
  第二,高速通讯技术。这个也是结合监测密度的增多,监测频度增大,这个数据量也是增大的。储能来讲数据通讯需求越来越大,需要高速通讯。
 
  第三,模块化程度越来越高。
 
  第四,基于大数据的BMS分析技术,尤其三站合一实现以后越来越方便。
 
  第五,基于AI人工智能数据模型的算法,我们计算资源很方便能够获得。
 
  PCS有五个方向:
 
  第一,精准同步控制技术,电网技术同步规模比较大,江苏站176个PCS并联,精准的同步非常重要的。
 
  第二,智能安全预警控保技术,不单纯从一个设备的角度,刘博士说的不是这些设备拼凑出来的,和BMS、EMS进行融合,互相形成一个完整的系统进行安全预警控保。
 
  第三,多机并联谐振抑制技术。
 
  第四,虚拟同步技术。
 
  第五,高科技制造技术。
 
  EMS:
 
  第一,实时控制网络和高速大数据网络双网络架构。数据量比较大,同一个网络无法同步进行动作的。
 
  第二,运行参数动态更新技术。
 
  第三,网络化的模型技术。
 
  第四,虚拟化资源运行方式。
 
  第五,多站融合的EMS技术。
 
  工程实施,电网侧不断开展有很多的点射出现,右边这个图给江苏江北站实施双层集装箱的图,还有大量的工厂化制造调试技术、现场模块化组装技术,我们也在探索线缆最少化。辅助系统一体化,对于储能电站来讲,消防、安防、门禁、温湿度监测、环境监测这些辅助系统非常重要的,如何进行一体化的建设,消除信息孤岛,得到非常完善的安全预警这是非常重要的一块。
 
  第五部分,平高储能产业介绍。
 
  我们平高是集团大力发展储能产业,已经和过家国内外企业、研究院所开展交流合作根据,根据应用选择不同的技术路线包括物理储能和化学储能。平高在这一块具备电力与行业的一级,电力二级资质,包括存装的二级资质,具备整个储能电站的设计,新产品提供以及施工、运维一体化的解决方案。
 
  谢谢大家。

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