中國儲能網(wǎng)訊：11月10-11日，由湖南省能源局指導(dǎo)，中國化學與物理電源行業(yè)協(xié)會儲能應(yīng)用分會主辦的“第三屆全國電源側(cè)儲能技術(shù)及應(yīng)用高層研討會”在長沙華天酒店召開。來自電網(wǎng)公司、設(shè)計院、系統(tǒng)集成商等領(lǐng)域的400余人參加了本次研討會。
會議期間，中國電力工程顧問集團東北電力設(shè)計院有限公司咨詢公司電氣室主任蔡世超分享了主題報告《儲能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用》。中國儲能網(wǎng)對其演講內(nèi)容進行了梳理，并在此分享給大家，供大家學習、交流。演講內(nèi)容如下：
蔡世超：各位領(lǐng)導(dǎo)各位同仁很高興有機會給大家做報告，《儲能在電力系統(tǒng)當中應(yīng)用》。
分五個部分，概述、主要電池類型，儲能系統(tǒng)的應(yīng)用市場、儲能電池的工程應(yīng)用和案例、東北院的簡介。
一、概述，儲能電站主要在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)，在能源富裕時，儲存能量，在高峰時釋放能量，具有新能源消納、調(diào)峰調(diào)頻、黑啟動、削峰填谷、節(jié)約電費等多重作用，儲能是涵蓋電力系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的所有應(yīng)用，基本上各個環(huán)節(jié)都有所應(yīng)用。
二、作為電化學儲能至關(guān)重要的是電池，那么主流電池現(xiàn)在分為鉛酸電池、鉛碳電池這兩個可以歸為一類，鉛碳電池是鉛酸電池的技術(shù)升級。現(xiàn)在還有鋰離子電池，有磷酸鐵鋰、鈦酸鋰、三元鋰電池，三元鋰電池活性比較高，有一定安全隱患，剛才幾位專家提過，我們在韓國所應(yīng)用的儲能案例當中安全故障的案例所有用的電芯都是三元鋰電池，還有液流電梯，也是我們大連做的第一個示范工程。后續(xù)再介紹。
各個電池的性能參數(shù)做了比較（圖），鉛碳電池優(yōu)勢就是價格優(yōu)勢，比較安全，一致性比較好，性價比并不是很高，因為在充放電深度60%的時候三千次，但是鋰電池可以達到四千次以上。液流電池使命壽命是超長的，只要在更換電解液，完全可以在線更新電池的容量，但是在全釩電池有什么毛病，造價非常貴，占地很大，帶來了系統(tǒng)復(fù)雜性和工藝程度比較復(fù)雜，所以性價比并不是很高。
所有應(yīng)用場景，鉛碳電池在后備電源和UPS當中大量應(yīng)用，鋰離子電池現(xiàn)在逐步的取代鉛碳電池，鋰離子成為儲能電站的主流電池，液流電池因為造價比較高，還只是做示范。全釩液流電池在大規(guī)模儲能電站還是具有一定價值和潛在空間。
我們主流電池和其他形式儲能相比較，熔巖經(jīng)濟型比較好，熱效率比較高，技術(shù)成熟度比較差，技術(shù)難度大，對保溫防腐和管道材料要求高；壓縮空氣單價造價低，效率低，技術(shù)成熟度低；飛輪儲能造價高，效率高，但是存儲時間很短，有可能作為調(diào)頻應(yīng)用?，F(xiàn)在永德后備電源和動能回收。超級電容投資非常大，但是循環(huán)性能好，功率高，充放電快，工作溫度廣，但是非常貴，不具有經(jīng)濟型。氫燃料電池是未來的技術(shù)，十幾年后發(fā)展應(yīng)用，現(xiàn)在目前的核心技術(shù)還掌握在日本和德國手中，國內(nèi)的生產(chǎn)鏈條，沒有完整的產(chǎn)業(yè)鏈條，所以對于氫燃料電池還是摸索的階段。
談一談儲能系統(tǒng)的應(yīng)用目的，這是對我們電網(wǎng)需求，總體來說我們儲能系統(tǒng)最大的部分是對我們電網(wǎng)質(zhì)量的提升，所謂調(diào)頻、調(diào)峰、新能源的棄風棄光都是我們電網(wǎng)所服務(wù)的，對于用戶側(cè)就是峰谷電價差套利的過程，還有重要的就是作為后備電量，大數(shù)據(jù)中心和重要的負荷，儲能設(shè)施來保證電量安全。
三、儲能的應(yīng)用場景和市場是什么情況，在用戶側(cè)，基本上還是峰谷套利，保證用電的可靠性和安全性，作為后備電源，2018年以后，主要是調(diào)頻市場開始火爆，主要是山西、廣東、內(nèi)蒙，安裝在火電機組聯(lián)合調(diào)頻，這個場景下為什么儲能可以很大規(guī)模的發(fā)展起來，得力于電網(wǎng)的輔助服務(wù)市場，2019年至今光伏和風電開始要求配置儲能。
對商業(yè)模式和發(fā)電企業(yè)怎么平衡我們的收益，因為假如說在風電廠和光伏利用小時數(shù)高的地區(qū)，整個發(fā)電企業(yè)的收益比較好，可以配儲能，但是資源不好的情況下如何考慮風電和光伏配置儲能的模式，這是我們進一步探索的商業(yè)模式。
關(guān)于儲能電池的選型，根據(jù)我們不同的場景需求需要，主要考慮還是如下幾個方面，應(yīng)用場景和范圍，年可用的時間，負荷出力和特性，光伏風電的裝機容量，系統(tǒng)成本和項目的經(jīng)濟型；變壓器容量、電池一致性、安全性、充放電效率、循環(huán)次數(shù)、反應(yīng)速度、維護成本。
現(xiàn)在總結(jié)的是液流電池由于技術(shù)成本和運營比較高，經(jīng)濟型比較差，所以目前案例并不是很多，這個技術(shù)日本比較有優(yōu)勢，至于鉛碳電池，壽命的局限性，在大型儲能不考慮了。
四、儲能電池的工程應(yīng)用
剛才說了電池組就是電池選型，電池管理系統(tǒng)，這里面BMS，剛才張總也說對儲能電站是至關(guān)重要的，為什么放在PCS之前，對于儲能系統(tǒng)運行安全來說，這些都是被動的消防手段，BMS是主動管理和運營手段，大型儲能系統(tǒng)當中很重要，分為三四級構(gòu)造，在每個級儲能系統(tǒng)當中都會應(yīng)用到BMS，電池的梯次利用，新能源汽車大規(guī)模應(yīng)用，未來兩到三年當中會有大量的儲能電池淘汰下來，這些電池有一定價值，在儲能系統(tǒng)當中繼續(xù)應(yīng)用，對BMS要求非常高，電池會收過來回收拆解重組過程怎么挑選電池的一致性，這是BMS特別重要的事情。跟車上的BMS系統(tǒng)，到儲能應(yīng)用的時候怎么轉(zhuǎn)換銜接？因為很多情況下，車用的儲能電池并不是直接拆解，直接轉(zhuǎn)包利用，BMS如何和車載電池的BMS跟儲能系統(tǒng)BMS怎么友好的對接，信息傳輸和SOC、SOH的計算。
儲能逆變器是我們儲能系統(tǒng)當中從直流變交流的關(guān)鍵部件，這個系統(tǒng)是現(xiàn)在主流的直流側(cè)400V到800V，AC400V并網(wǎng)，現(xiàn)在比較常見的是250KW-500KV，現(xiàn)在有一些先進的廠家已經(jīng)研究出1MW，也存在100千瓦多模塊的儲能逆變器，也提到電池的T次利用，多支路小功率對于T次利用是非常重要的技術(shù)手段。
儲能逆變器具體價格取決于具體項目的環(huán)境、使用要求和容量。
儲能系統(tǒng)兼容的EMS，不多說了，工作具體當中，我們尤其是風電和光伏當中，去設(shè)計儲能電站的時候，我們是否可以跟我們的光伏電站的EMS和儲能電站EMS進行優(yōu)化，我們并網(wǎng)設(shè)備的時候就有并網(wǎng)調(diào)度對于我們EMS或者是并網(wǎng)設(shè)備的要求，其實到現(xiàn)在還沒有進一步明確。比如說儲能電站基本上要求的AGC/AVC調(diào)節(jié)，單獨配置還是跟光伏風電統(tǒng)一配置還沒有統(tǒng)一，個人建議進一步優(yōu)化明確要求。
儲能集裝箱是主流用的模式，對于液流電池來說是用建筑，液流電池工藝比較復(fù)雜，需要各種泵，還是靠室內(nèi)建筑，但是儲能集裝箱帶來很大的問題，熱管理系統(tǒng)，空調(diào)風道對于集裝箱的溫度怎么管理，有一定的缺陷。
儲能電站的熱管理系統(tǒng)，主要依靠于空調(diào)，來調(diào)節(jié)使用問題，鋰電池這邊建議25度，高寒地區(qū)或者是使用環(huán)境比較惡劣的時候怎么解決這個問題，比如說集裝箱內(nèi)怎么很好的對于電池進行溫控，我覺得還是在業(yè)內(nèi)有一定的探索空間。
下面介紹的幾個案例。1、大連做的液流電池儲能調(diào)峰電站，位于大連市，總裝機容量200MW，工作建設(shè)規(guī)模200MW/800MWh，分兩期建設(shè)，每期100MW/400MWh，總用用地面積5.25hm2。電池儲能系統(tǒng)是由儲能電池組、電池管理系統(tǒng)、儲能變流器及儲能電站監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備組成，本工程建設(shè)的200MW/800MWH全釩液流電池組，每個儲能單元容量為25MW/100MWH。采用8串2并的方案，接至500KV儲能變流器。每25儲能變壓器串聯(lián)為25MW儲能單元，經(jīng)1回35KV集中變電站35KV母線。
這是簡單的示意圖，電源側(cè)儲能最具有代表性的就是調(diào)頻電站。
這是陜西同達調(diào)頻電站，2017年開始建設(shè)，全國第一個儲能調(diào)頻電站，建成之后2018年調(diào)研，項目是磷酸鐵鋰電池，這是廠區(qū)的布置圖。
一開始采用集裝箱設(shè)計，是把儲能電池分別和PCS分別裝在在不同的儲能集裝箱，安置在熱電廠里面。這是PCS的設(shè)置（圖）。儲能電站一開始調(diào)節(jié)性能非常好，其實體現(xiàn)在僅限于AGC考核指標的KT值，K1、K2、K3分別代表了響應(yīng)速度、調(diào)節(jié)速率和精度，之前的KP值也就是3左右，但是加入儲能之后，我們KP值達到6，輔助服務(wù)是的收益來說，加了儲能之后是翻倍的，2到3年回本，山西和廣東發(fā)展比較快，收益非常好，所以19年對項目的經(jīng)濟型有所管控，廣東出臺的并網(wǎng)細則里面對KP值，整個收益腰斬了，原來直接調(diào)節(jié)深度再乘交易電量的價格，現(xiàn)在大家對于調(diào)頻來說已經(jīng)很關(guān)注了，所以政府對這個項目已經(jīng)一定的把控。
最后介紹我們院，1950年成立的，新中國第一個電力勘測設(shè)計院，火電、新能源發(fā)電，設(shè)計、咨詢、環(huán)境評價，我們具有全國綜合甲的資質(zhì)，在東北地區(qū)現(xiàn)在儲能事業(yè)發(fā)展的并不是很迅速，現(xiàn)在南方先行，取決于我們地區(qū)的特性，南方負荷比較高，而且負荷比較優(yōu)質(zhì)。東北地區(qū)我們新能源資源非常廣闊，但是我們之前提倡的靈活性改造是有一定空間限度的，是有上限，如果靈活性改造達到一定限度之后無法給新能源讓更多的空間，這種情況下怎么做？肯定是靠儲能，所以在這里，各位業(yè)內(nèi)同仁共同開發(fā)東北市場，謝謝大家！
