中國儲能網訊：儲能黑啟動成功的消息近日在業(yè)內引發(fā)廣泛關注。
6月17日，湖北荊門新港儲能電站成功實施國內首個百兆瓦時構網型儲能電站黑啟動試驗；6月18日，國網遼寧電力組織大連恒流儲能電站、華能大連電廠開展新型儲能黑啟動城市電網大容量火電機組試驗，在成功帶動華能大連電廠火電機組近9000千瓦的廠用負荷后，機組點火并網。
黑啟動是電網遭遇極端情況下的“重啟”手段，是電力行業(yè)最具難度的技術手段之一，對電力系統(tǒng)的災難快速恢復具有重要作用和價值。儲能黑啟動試驗的成功，驗證了儲能作為黑啟動電源點的可行性，為電網安全增加一張兜底牌。那么，相比其他黑啟動方式，儲能黑啟動具有哪些優(yōu)勢？在電網建設愈加智能化、大面積停電事故小概率的當下，該如何看待儲能黑啟動的市場前景？
■資源分布廣泛
所謂黑啟動，是指整個電網系統(tǒng)因故障停運后，系統(tǒng)全部停電（不排除孤立小電網仍維持運行），處于全“黑”狀態(tài)，不依賴別的網絡幫助，通過系統(tǒng)中具有自啟動能力的發(fā)電機組啟動，帶動無自啟動能力的發(fā)電機組，逐漸擴大系統(tǒng)恢復范圍，最終實現(xiàn)整個系統(tǒng)的恢復，被形象地稱為點亮城市的“最后一根火柴”。
“上述兩個黑啟動試驗項目都采用了南瑞繼保的儲能設備?！蹦先鹄^保儲能行業(yè)總監(jiān)繆楠林向《中國能源報》記者介紹，其中大連恒流儲能電站、華能大連電廠開展新型儲能黑啟動城市電網大容量火電機組試驗，具有不同以往的重要意義。“它是將儲能作為大容量機組啟動后，給城市主干電網帶電，再帶動網內的大容量同步機組啟動，是完整的大容量電網的黑啟動過程，是全球首次新型儲能黑啟動城市電網試驗。”
傳統(tǒng)黑啟動電源一般采用具備自啟動能力的燃機、水電機組?！半S著燃煤電廠向單機大功率、多機組發(fā)展，黑啟動資源分布將趨于不均勻。而儲能是分布最廣、具備黑啟動能力的發(fā)電設備，可以成為一種分布廣泛的黑啟動資源?！笨婇种赋?，隨著新能源占比越來越高，區(qū)域化差異越來越顯著，當新能源及儲能成為新型電力系統(tǒng)的主體，對傳統(tǒng)能源快速啟動要求將越來越高，需要儲能充分發(fā)揮啟動傳統(tǒng)電廠的能力。
華北電力大學教授鄭華向《中國能源報》記者表示，盡管黑啟動在整個電力系統(tǒng)應用場景中屬于極低頻次的應用場景，但隨著極端天氣等特殊事件頻發(fā)，黑啟動對于快速恢復電網供給能力、電力保供具有重大意義和價值。
■技術難度高
新型儲能帶動電力系統(tǒng)恢復，并非易事。
理論上，發(fā)電項目都可以實現(xiàn)黑啟動服務。但實際上，國內具有黑啟動服務的發(fā)電項目數(shù)量較少。鄭華解釋，一方面，黑啟動電源的選址與電網網架、負荷分布等因素有關，不是每個電源都能夠做黑啟動電源；另一方面，黑啟動電源還需要經歷嚴格的多種測試與試驗，最后確定黑啟動實際效果?！耙坏╇娏ο到y(tǒng)發(fā)生大面積緊急事故，將嚴格按照預案，進行一系列的線路、變壓器、負荷等一二次設備的重新操作，保障黑啟動電源可以恢復一部分負荷，逐步帶動更多電源恢復，逐步實現(xiàn)整個電力系統(tǒng)恢復供電。此時，如果承擔黑啟動的電源自身出現(xiàn)問題，很可能造成恢復過程延長，造成新的損失。”
據《中國能源報》記者了解，純電力電子設備黑啟動網內大容量火電機組的試驗在全球范圍內尚屬首次，無任何經驗可借鑒，且傳統(tǒng)理論及仿真分析方法也難以預知試驗風險。在繆楠林看來，儲能黑啟動難點在于多PCS（變流器）的協(xié)調控制，以及帶負荷時對儲能的沖擊不脫網，要求相關企業(yè)對電網黑啟動的過程和機理有深度的研究。
傳統(tǒng)黑啟動和儲能黑啟動各有優(yōu)勢和不足。比如，水輪發(fā)電機結構簡單，沒有復雜的輔機系統(tǒng)，廠用負荷小，啟動速度快。然而，受水電資源限制，水電機組黑啟動不具備靈活配置條件，無法滿足所有區(qū)域的黑啟動要求。新型儲能具有選址靈活、響應速度快、控制精度高等優(yōu)勢。
鄭華進一步指出，黑啟動電源就是不需要外界供電的電源，可依靠自身實現(xiàn)機組的啟動發(fā)電。新型儲能只有自身具有足夠的能量、功率才能夠給一個機組啟動提供所需的能量和功率，實現(xiàn)黑啟動。“也就是說，新型儲能如果提供電網異常時的黑啟動服務，就需要隨時能夠提供常規(guī)機組啟動所需的能力，但在長時間能量保持方面，新型儲能并不具備優(yōu)勢。”
■前景有待觀察
整體來看，我國黑啟動市場還處于起步階段，多地近年陸續(xù)出臺有關黑啟動服務的鼓勵政策，以激勵各類電源及新型儲能提供應急恢復輔助服務。
2022年，云南能源監(jiān)管辦印發(fā)的《云南黑啟動輔助服務市場交易規(guī)則（試行）》明確，按照“誰提供、誰獲利；誰受益、誰承擔”原則，將50%的黑啟動輔助服務補償費用疏導至用戶側。2023年7月，山東能源監(jiān)管辦發(fā)布的《山東省電力并網運行管理實施細則》《山東省電力輔助服務管理實施細則》明確，黑啟動電源按照30萬元/次進行補償；因電網故障提供實際黑啟動服務，按照1000萬元/次進行補償。
“黑啟動納入電網輔助服務種類，原來主要由火電、水電、燃氣機組承擔，現(xiàn)在可由儲能提供黑啟動服務，一定程度上可以增加儲能的收益途徑?！笨婇址Q。
鄭華則認為，發(fā)生大面積電網解列事故的頻率和次數(shù)極低，現(xiàn)有新型儲能具有一定的自放電率，如果長期、大容量的保留黑啟動容量，會產生較高成本。“因此，黑啟動很難形成一個有效市場，即使在電力市場成熟的國外電力市場機制中，黑啟動市場與現(xiàn)貨市場、AGC等成熟輔助服務市場相比，往往采用電網購買服務機制?！?
“黑啟動試驗的成功只能說明當前儲能技術拓展了應用場景，并不意味著能夠產生一個新的、可盈利的市場，最后還得看綜合成本與效果?！编嵢A進一步指出，儲能黑啟動試驗成功僅僅是個開端，后續(xù)還涉及技術可靠性、成本經濟性、市場機制、預案流程等多環(huán)節(jié)或步驟的驗證，距離真正應用還有很多功課要做。
隨著儲能技術發(fā)展和應用不斷擴大，黑啟動技術攻關也加速推進。據悉，由南方電網、中國電力科學研究院等主要單位起草的《GB/T 43462-2023 電化學儲能黑啟動技術導則》國家標準，對電化學儲能黑啟動的總體要求和技術條件進行了規(guī)范，于今年7月1日正式實施。
