中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：近日，住友電工發(fā)布圣地亞哥2MW/8MWh全釩液流電池儲(chǔ)能示范項(xiàng)目驗(yàn)證成果。
新能源和工業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)組織（“NEDO”）和住友電工工業(yè)株式會(huì)社（“住友電工”）在美國(guó)加利福尼亞州完成了改善電網(wǎng)電能質(zhì)量的示范項(xiàng)目，并成功實(shí)現(xiàn)了諸如在包含66個(gè)客戶的商業(yè)配電網(wǎng)上建立微電網(wǎng)，大型固定式蓄電池氧化還原液流電池（RF電池）操作，以及在正常和緊急情況下的多用途使用等主要可交付成果。
該系統(tǒng)使得在正常運(yùn)行期間通過(guò)電力市場(chǎng)交易賺取收入成為可能，除了在自然災(zāi)害和計(jì)劃停電等緊急情況下為停電區(qū)域或假定停電的地區(qū)提供電力外，還可以作為獨(dú)立電源。這是美國(guó)和日本首次在以蓄電池為主要電源的商業(yè)配電網(wǎng)上運(yùn)行微電網(wǎng)，為停電做準(zhǔn)備。
該示范項(xiàng)目的結(jié)果有望適用于未來(lái)國(guó)內(nèi)外潛在電力需求量大的地區(qū)，例如為離網(wǎng)地區(qū)建造太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電設(shè)施的微電網(wǎng)，以及發(fā)電機(jī)燃料運(yùn)輸成本昂貴的島嶼需要100%可再生能源供應(yīng)。
1.概述
美國(guó)加利福尼亞州已頒布參議院第100號(hào)法案，旨在到2045年僅使用清潔的無(wú)溫室氣體排放的能源，并正在推動(dòng)引入儲(chǔ)能設(shè)施，以解決由于大規(guī)模引入可再生能源而導(dǎo)致電力質(zhì)量惡化的問(wèn)題。此外，加利福尼亞州最近越來(lái)越多地經(jīng)歷緊急計(jì)劃和輪換停電，以作為野火和極端炎熱天氣期間空調(diào)負(fù)荷迅速增加的對(duì)策，這正在成為一個(gè)社會(huì)問(wèn)題。因此，在停電的情況下，作為停電對(duì)策，像數(shù)據(jù)中心這樣的消費(fèi)者僅能連接到特定配電板（關(guān)鍵負(fù)載配電板）的電路上，通過(guò)蓄電池提供電力。但是，覆蓋更廣泛地區(qū)并加強(qiáng)電力系統(tǒng)彈性的需求也越來(lái)越大。
在此背景下，NEDO于2015年9月委托住友電工，并在圣地亞哥進(jìn)行了示范項(xiàng)目，采用全釩氧化還原液流電池（RF電池），這是一種固定式蓄電池，使用壽命長(zhǎng)，適合大規(guī)模使用。
氧化還原RF電池的優(yōu)點(diǎn)是，它們不會(huì)因充電/放電等因素或循環(huán)次數(shù)而退化，并且更容易實(shí)時(shí)測(cè)量電池中的剩余電量。該項(xiàng)目一直在開(kāi)發(fā)應(yīng)用策略并進(jìn)行演示，以增加能源市場(chǎng)（電力交易市場(chǎng)）和輔助服務(wù)的利潤(rùn)，并且還可以選擇高度靈活的電力交易招標(biāo)模式，該模式已于2018年12月與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)運(yùn)營(yíng)商（獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商）啟動(dòng)。
2021年，NEDO和住友電工決定在配電網(wǎng)上額外展示微電網(wǎng)的運(yùn)行，利用RF電池設(shè)施作為應(yīng)對(duì)計(jì)劃和輪換停電的對(duì)策，這些停電正在成為該州的一個(gè)問(wèn)題，并于10月開(kāi)始成功運(yùn)營(yíng)。這是美國(guó)和日本首次在以蓄電池為主要電源的商業(yè)配電網(wǎng)上運(yùn)行微電網(wǎng)。
2.主要成就
（1）使用VRF電池的微電網(wǎng)操作增強(qiáng)電網(wǎng)彈性已經(jīng)過(guò)驗(yàn)證有效；作為獨(dú)立的電源，使用VRF電池（8MWh）已成功通過(guò)配電網(wǎng)向66個(gè)真正的住宅客戶提供電力供應(yīng)，假設(shè)他們?cè)谝蜃匀粸?zāi)害等原因停電期間與電網(wǎng)斷開(kāi)連接。
盡管微電網(wǎng)中電力需求與太陽(yáng)能系統(tǒng)的電力輸出總是波動(dòng)，但VRF電池可以通過(guò)充電/放電來(lái)穩(wěn)定配電線路的電壓和頻率，以維持電力供需平衡。
我們已經(jīng)確認(rèn)，在停電期間無(wú)論是啟動(dòng)蓄電池的黑啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，還是在連消費(fèi)者都沒(méi)有注意到停電的無(wú)縫過(guò)渡中，都可以從并網(wǎng)狀態(tài)穩(wěn)定地切換成微電網(wǎng)狀態(tài)。
上述驗(yàn)證結(jié)果表明，在發(fā)生計(jì)劃性停電和自然災(zāi)害等緊急情況時(shí)，我們可以作為微電網(wǎng)內(nèi)的獨(dú)立電源向可預(yù)見(jiàn)的停電區(qū)域供電，同時(shí)在正常情況下通過(guò)與電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商的電力交易賺取利潤(rùn)。
（2）通過(guò)示范項(xiàng)目驗(yàn)證VRF電池的性能結(jié)果如下：
我們驗(yàn)證了通過(guò)應(yīng)用高度靈活的競(jìng)價(jià)算法，以及RF電池不會(huì)因充放電模式，循環(huán)次數(shù)，或SOC（充電狀態(tài)）工作范圍等而加速電池衰減等優(yōu)勢(shì)，可以提高電力市場(chǎng)交易的盈利能力。
在大約四年的時(shí)間里，RF電池的能量容量下降非常小，即使電池在SOC 從0%到100%的范圍內(nèi)連續(xù)充電和放電，并且在像加州獨(dú)立系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商（CAISO）功率急劇變化的操作中。根據(jù)示范結(jié)果，即使在20年后的預(yù)期容量也表明，預(yù)計(jì)它將保持額定能源容量（8MWh）。
我們不僅驗(yàn)證了沒(méi)有明顯的電池衰減，而且驗(yàn)證了系統(tǒng)的高可靠性。在四年的驗(yàn)證運(yùn)行中，沒(méi)有出現(xiàn)重大系統(tǒng)故障，確認(rèn)了系統(tǒng)的高可用率（99%）。
該示范項(xiàng)目的結(jié)果可以適用于未來(lái)日本和國(guó)外具有高潛在需求的情況，例如為離網(wǎng)地區(qū)建造具有太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電設(shè)施的微電網(wǎng)，或者由于發(fā)電機(jī)燃料的運(yùn)輸成本昂貴，島嶼需要100%可再生能源供應(yīng)。
NEDO和住友電工將通過(guò)推廣該項(xiàng)目所開(kāi)發(fā)的技術(shù)，通過(guò)增加可再生能源和減少溫室氣體排放，為提高電網(wǎng)彈性和實(shí)現(xiàn)碳中和社會(huì)做出貢獻(xiàn)。
