中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：11月10-11日，由湖南省能源局指導(dǎo)，中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)儲(chǔ)能應(yīng)用分會(huì)主辦的“第三屆全國(guó)電源側(cè)儲(chǔ)能技術(shù)及應(yīng)用高層研討會(huì)”在長(zhǎng)沙華天酒店召開。來自電網(wǎng)公司、設(shè)計(jì)院、系統(tǒng)集成商等領(lǐng)域的400余人參加了本次研討會(huì)。
會(huì)議期間，國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司電力科學(xué)研究院總工程師黎剛分享了主題報(bào)告《儲(chǔ)能技術(shù)在配網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用》。中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)對(duì)其演講內(nèi)容進(jìn)行了梳理，并在此分享給大家，供大家學(xué)習(xí)、交流。演講內(nèi)容如下：
黎剛：各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家，我是來自國(guó)網(wǎng)湖南電科院的黎剛。作為國(guó)家電網(wǎng)公司一員，電網(wǎng)公司關(guān)注兩大點(diǎn)，一是電網(wǎng)是否有電可供，二是電網(wǎng)的電能不能安全可靠、保質(zhì)供給用戶。前面的專家都說的很好，側(cè)重電網(wǎng)這塊，針對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)、儲(chǔ)能元器件以及儲(chǔ)能在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用談了好的案例和做法。
我想介紹的是把儲(chǔ)能技術(shù)如何應(yīng)用到配網(wǎng)。我們的配電網(wǎng)存在的問題，以湖南省公司為例，主網(wǎng)在高峰期不一定，也不完全是主網(wǎng)沒有電。而是主網(wǎng)有電，電送不出去，因?yàn)榕潆娋W(wǎng)小了，配電容量小了，包括380的線徑小了。今天交流的是配電側(cè)的應(yīng)用，如何給用戶供好電這個(gè)角度和大家進(jìn)行探討。
分為四個(gè)部分背景和現(xiàn)狀，解決方案、工作進(jìn)展、工作展望。
一、背景和現(xiàn)狀
隨著國(guó)家配電網(wǎng)建設(shè)改造行動(dòng)計(jì)劃和湖南點(diǎn)三年行動(dòng)計(jì)劃一系列措施落地，湖南配電網(wǎng)的建設(shè)取得了長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展進(jìn)步。2015到2020年戶均配電容量1.41上升到2.08，農(nóng)村電網(wǎng)1.09上升到1.71，供電可考慮99.71上升到99.83，配電網(wǎng)的建設(shè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。同時(shí)看出來，隨著負(fù)荷的快速增長(zhǎng)，以及分布式電源、電動(dòng)汽車的大量接入，配電網(wǎng)業(yè)面臨很多困難。作為電網(wǎng)公司有兩大方面的主要矛盾：
矛盾1—用戶負(fù)荷的快速增長(zhǎng)以及湖南省特殊的負(fù)荷特性和分布式電源大量介入和高效投資之間的矛盾，為了保證用戶可靠用電，電網(wǎng)企業(yè)在做好精準(zhǔn)投資，以及把配電網(wǎng)網(wǎng)改工作推進(jìn)，電網(wǎng)企業(yè)面臨太大的投資壓力，保證用戶供電和企業(yè)投資壓力之間的矛盾很大。
矛盾2—隨著分布式電源以及電動(dòng)汽車大量接入，配電網(wǎng)安全優(yōu)質(zhì)的供電兩者之間的矛盾越來越凸顯。
湖南的地理位置和氣象環(huán)節(jié)決定了在不同的季節(jié)，負(fù)荷水平波動(dòng)比較劇烈，峰谷差位于國(guó)網(wǎng)公司的前列。湖南還是勞務(wù)輸出的大省，節(jié)假日的負(fù)荷劇增很明顯，也就導(dǎo)致了配電網(wǎng)很多配電臺(tái)區(qū)存在節(jié)假日配電網(wǎng)負(fù)荷很嚴(yán)重，但是平常負(fù)載很低，電網(wǎng)公司的投資、投入產(chǎn)出比效率太低。
2020年春節(jié)以及今年夏天相關(guān)的配電運(yùn)營(yíng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，得出結(jié)論，全省重過載配變平均重過載天數(shù)7.75天，重過載時(shí)長(zhǎng)62.9小時(shí)，而日常的輕載配變占到41%，按照傳統(tǒng)電網(wǎng)公司解決重過載的問題，就是通過改造，而通過改造來解決天數(shù)少、時(shí)間短、占比低，為了解決特殊時(shí)期的供電問題，傳輸?shù)氖侄问峭ㄟ^網(wǎng)改，通過網(wǎng)改方式投資時(shí)間長(zhǎng)、投資金額達(dá)，基本上如果88.69%的重過載來通過網(wǎng)改來解決基本上不現(xiàn)實(shí)的，負(fù)荷特性從這個(gè)角度入手，思考儲(chǔ)能技術(shù)在配網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用也是這個(gè)出發(fā)點(diǎn)，如何積極高效的解決湖南電網(wǎng)配電側(cè)的季節(jié)性、短時(shí)時(shí)、隨機(jī)性的特點(diǎn)，大家可以更多的考慮配網(wǎng)側(cè)，利用儲(chǔ)能技術(shù)甚至是其他的技術(shù)來解決配網(wǎng)供電的難題。
隨著分布式電源以及電動(dòng)汽車大量接入，在電動(dòng)汽車滲透率比較高的情況下，快充負(fù)荷對(duì)配電網(wǎng)安全運(yùn)行也造成了嚴(yán)重影響，利用當(dāng)前的儲(chǔ)能技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，致力于解決配電網(wǎng)現(xiàn)在面臨的兩大矛盾。
二、解決方案
加大配電側(cè)分布式儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用，總體思路是利用分布式儲(chǔ)能靈活機(jī)動(dòng)、響應(yīng)迅速的特點(diǎn)，通過在配變低渦側(cè)介入小型儲(chǔ)能裝置，根據(jù)臺(tái)區(qū)的負(fù)荷情況進(jìn)行功率補(bǔ)償，可以有效的環(huán)節(jié)配變以及臨時(shí)性過載，臺(tái)區(qū)出口低電壓等一系列的問題。
利用配網(wǎng)分布式儲(chǔ)能技術(shù)有兩個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)可以值得大家深入的研究。在這方面也做了一些探討性的工作。
儲(chǔ)能電池單元和管理單元標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化的集成技術(shù)和智能化充放電的控制策略，主要是想解決儲(chǔ)能裝置的充放電效率和配網(wǎng)供電和負(fù)荷的需求來源實(shí)現(xiàn)最大的適配性。
基于邊緣智能的協(xié)調(diào)控制技術(shù)，以配網(wǎng)分布式儲(chǔ)能技術(shù)為基礎(chǔ)，利用臺(tái)區(qū)側(cè)智能終端設(shè)備的邊緣計(jì)算能力，通過與配網(wǎng)儲(chǔ)能裝置，電動(dòng)汽車充電樁、分布式電源的實(shí)時(shí)交互及協(xié)調(diào)控制。通過多個(gè)終端與云主站的“云邊協(xié)同”還可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)區(qū)域級(jí)甚至網(wǎng)絡(luò)級(jí)的能源優(yōu)化及管理。
有兩類關(guān)鍵技術(shù)值得研究，物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，要實(shí)現(xiàn)臺(tái)區(qū)內(nèi)部的資源的優(yōu)化控制，以及實(shí)現(xiàn)不同臺(tái)區(qū)之間的基于配電網(wǎng)絡(luò)的能源優(yōu)化，因此需要構(gòu)建傳輸實(shí)時(shí)可靠、交互高效協(xié)調(diào)的分成分布式的物聯(lián)網(wǎng)通用體系；
邊緣計(jì)算相關(guān)技術(shù)，以臺(tái)區(qū)智能融合終端為載體，開發(fā)可移植適應(yīng)性高的邊緣計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)配網(wǎng)側(cè)多種能源和負(fù)荷之間的協(xié)調(diào)優(yōu)化。
三、工作進(jìn)展
對(duì)配網(wǎng)側(cè)的裝置做了研究研發(fā)和應(yīng)用。 依托國(guó)網(wǎng)公司配電網(wǎng)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，研發(fā)了國(guó)網(wǎng)系統(tǒng)首套配網(wǎng)智能儲(chǔ)能裝置：30kWh和60kWh兩套裝置，裝置本身具有三大技術(shù)特點(diǎn)，或者是設(shè)計(jì)的三大原則。
堅(jiān)持模塊化的設(shè)計(jì)，即插即用，實(shí)現(xiàn)裝置到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)之后根據(jù)具體的負(fù)荷情況進(jìn)行容量的匹配，同時(shí)主要是考慮在現(xiàn)場(chǎng)裝置到現(xiàn)場(chǎng)之后，接入配網(wǎng)側(cè)立馬進(jìn)行頭用，不用復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試滿足快速供電的需求。
部署靈活響應(yīng)迅速，小型化設(shè)計(jì)，靈活部署，磷酸鐵鋰電池響應(yīng)迅速。
循環(huán)利用經(jīng)濟(jì)環(huán)保，機(jī)動(dòng)特性，可在不同地方應(yīng)用，無污染氣體排放?；蛘呤峭顿Y規(guī)模受限的情況下，作為臨時(shí)性的措施，通過裝置臨時(shí)解決了。如果網(wǎng)改項(xiàng)目立項(xiàng)成功后，這套裝置可以換到另外地方，有重復(fù)利用的優(yōu)勢(shì)，解決重過載、臨時(shí)供電的問題。與傳統(tǒng)的柴油發(fā)電機(jī)相比，從環(huán)保的角度是滿足國(guó)家對(duì)環(huán)保相關(guān)要求，這是我們最初進(jìn)行儲(chǔ)能裝置研發(fā)的時(shí)候確立的三個(gè)原則。
整個(gè)裝置經(jīng)過多輪的討論，既然裝置有這個(gè)研發(fā)的思路，這種裝置到底最終怎么打動(dòng)用戶，解決配電網(wǎng)供電以及基于裝置可能產(chǎn)生其他方面的附加值的探討，我們認(rèn)為配網(wǎng)儲(chǔ)能裝置特別適用于季節(jié)性重過載及其引出的出口，低電壓臺(tái)區(qū)的治理，同時(shí)滿足于魚塘制氧機(jī)、加工廠等隨機(jī)性大負(fù)荷導(dǎo)致的對(duì)電網(wǎng)的沖擊和低電壓的問題；對(duì)于新能源、電動(dòng)汽車等沖擊性的負(fù)荷，接入的臺(tái)區(qū)儲(chǔ)能裝置迅速的響應(yīng)，平抑對(duì)電網(wǎng)的沖擊，一定程度上捕捉電能的缺口，緩解配網(wǎng)線路的重過載，另外結(jié)合湖南省特殊情況，湖南省到過冬，電網(wǎng)遭受冰災(zāi)的影響很大，我們也有考慮，如何渡冬，作為小型化移動(dòng)式的融冰裝置來使用，這都是基于后續(xù)擴(kuò)大應(yīng)用場(chǎng)景做的思考。
目前做了30千瓦時(shí)和60千瓦時(shí)兩臺(tái)樣機(jī)，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用，其中株洲醴陵龍虎一變臺(tái)區(qū)也是有針對(duì)性的，負(fù)荷很重，在過夏的時(shí)候過載率也達(dá)到了130%，峰值到了150%，把這裝置裝上去之后，從圖上可以看出受到了很好的削峰填谷的效果，在裝置裝上去之后，7月份裝的，配電和臺(tái)區(qū)供電得到了很好的保障，沒有因?yàn)橹剡^載而導(dǎo)致的燒損和其他供電鼓掌。
第二臺(tái)樣機(jī)放在東江二變的地方，接了大型的魚塘，30多臺(tái)增氧機(jī)，用戶反應(yīng)增氧機(jī)尤其是夏天的時(shí)候，30臺(tái)增氧機(jī)一開，電壓就很低，這套裝置加上之后，可以下午四五點(diǎn)到晚上八九點(diǎn)，這是我們晚高峰的時(shí)期開這30臺(tái)增氧機(jī)沒有問題，通過裝置的應(yīng)用，解決了供電的需要。我們裝置試運(yùn)行之后，得到了用戶以及外部比較高的評(píng)價(jià)，產(chǎn)生了一定的影響，在我們公司內(nèi)部，公司領(lǐng)導(dǎo)高度認(rèn)可，同時(shí)也得到了國(guó)家能源局、省科技廳有關(guān)部門的高度關(guān)注，相關(guān)報(bào)道也在國(guó)家電網(wǎng)報(bào)、紅網(wǎng)等主流媒體都有所報(bào)道，產(chǎn)生比較好的社會(huì)影響。
四、工作展望
也是對(duì)下一步裝置的研究，或者是應(yīng)用，有一些簡(jiǎn)單的思考，大家也簡(jiǎn)單介紹。我這個(gè)裝置出來，我們也認(rèn)為這種對(duì)解決配網(wǎng)的供電問題，對(duì)解決配網(wǎng)的重過載的問題，是很好的方向。
如何讓我們的用戶主動(dòng)的把這個(gè)裝置用起來，對(duì)于儲(chǔ)能裝置商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式進(jìn)行了討論：租賃和購(gòu)置。對(duì)于我們剛才講的，如果屬于季節(jié)性的這種臨時(shí)性的供應(yīng)需求，比如說保電就幾天，春節(jié)放假7天需要滿足供電需求，剩下360天不需要這個(gè)裝機(jī)，作為用戶來說，要把裝置賣給他，他一年用7天也劃不來，作為第三方來說也不適合裝置應(yīng)用效率的最大化，所以推薦租賃的模式，剩下360天拿回來自己干別的，做應(yīng)急電源使用，從裝置應(yīng)用上得到更充分的利用。對(duì)于試點(diǎn)應(yīng)用第二個(gè)案例，解決長(zhǎng)期的，是指365天每一天需要發(fā)揮的時(shí)間就是一兩個(gè)小時(shí)，對(duì)于這種情況的用戶建議采用購(gòu)置的方式，365天都來租這個(gè)裝置也不劃算。
這是我們的思考，也是以后面向用戶，面向地市公司進(jìn)行介紹的時(shí)候，也會(huì)講清楚。
進(jìn)一步挖掘用戶側(cè)儲(chǔ)能裝置應(yīng)用場(chǎng)景，剛才提到的，特別是租賃模式下的裝備，在電網(wǎng)用戶這邊不租的時(shí)候，裝置也不能閑著，作為重要場(chǎng)合的應(yīng)急電源，作為保電的裝置，以及解決區(qū)域性負(fù)荷缺口，延緩主網(wǎng)投資發(fā)揮重要作用。
加快推進(jìn)用戶側(cè)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)控制技術(shù)研究，研發(fā)具有邊緣智能和區(qū)域自治能力的智能終端設(shè)備，在一定區(qū)域內(nèi)來進(jìn)行電網(wǎng)、電源資源以及負(fù)荷之間的協(xié)調(diào)的問題。
簡(jiǎn)單給大家介紹我們前期做的研究和試點(diǎn)應(yīng)用，后續(xù)我個(gè)人認(rèn)為，儲(chǔ)能技術(shù)在配網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用大有市場(chǎng)，大有可為。限于相關(guān)儲(chǔ)能技術(shù)的展望程度和最新的技術(shù)，歡迎在座的我們參加會(huì)議的機(jī)構(gòu)或者是公司，能夠?qū)ξ覀兒罄m(xù)的思路，或者是產(chǎn)品的完善以及推廣應(yīng)用，能夠跟我們進(jìn)行交流和指導(dǎo)，共同去解決電網(wǎng)公司面臨的在配電側(cè)供電的瓶頸問題。
謝謝大家。
