中國儲能網(wǎng)訊：2019年初，廣東云浮電廠儲能調(diào)頻系統(tǒng)正式投運，成為廣東省首個投運的火電機組與儲能聯(lián)合調(diào)頻項目。在此之外，廣東省還有十余個儲能調(diào)頻項目在建或待建。
廣東調(diào)頻輔助服務(wù)市場目前處在帶結(jié)算試運行階段，其可觀的收益吸引了眾多玩家參與其中。廣東還在《廣東調(diào)頻輔助服務(wù)市場交易規(guī)則（試行）》中提到，按國家核定輸配電價參與廣東電力市場化交易的電力用戶也應(yīng)是調(diào)頻市場費用的繳納者。這一條是否會在今年現(xiàn)貨市場啟動試運行后落實，則令人拭目以待。
廣東省電力設(shè)計研究院儲能技術(shù)中心主任：楚攀博士
eo就廣東調(diào)頻市場發(fā)展、儲能調(diào)頻項目所面臨的挑戰(zhàn)等議題專訪廣東省電力設(shè)計研究院儲能技術(shù)中心主任楚攀博士。在他看來，儲能調(diào)頻項目擁有良好的發(fā)展前景與巨大的發(fā)展空間，但是從短期來看，這一領(lǐng)域仍然存在運維水平低，安全標準缺乏等多方面的隱憂。
廣東調(diào)頻需求將保持增長態(tài)勢
eo：您認為廣東調(diào)頻輔助服務(wù)市場的發(fā)展前景如何？
楚攀：從宏觀上講，能源結(jié)構(gòu)調(diào)整在持續(xù)，新能源發(fā)電的裝機容量和發(fā)電量都在不斷增加，新能源發(fā)電的波動性和隨機性會加劇電網(wǎng)的不平衡，進而導致調(diào)峰調(diào)頻需求增加。根據(jù)廣東省海上風電發(fā)展規(guī)劃，到2030年廣東將建成3000萬千瓦的海上風電，這么大容量的風電并入省內(nèi)電網(wǎng)，對電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性都會帶來很大的挑戰(zhàn)，形成非常大的沖擊。從微觀上講，在現(xiàn)有市場規(guī)則下，會出現(xiàn)越來越多的市場競爭者，市場中的后來者會出現(xiàn)收益下降的情況。但隨著省內(nèi)調(diào)頻需求的不斷增長，為了維持電網(wǎng)的安全可靠穩(wěn)定運行，原有的調(diào)頻收益分配方法也將隨之改變，市場的供需規(guī)則都將發(fā)生調(diào)整，以保證電力市場的參與主體繼續(xù)有積極性去配合電網(wǎng)的調(diào)頻服務(wù)。
因此，從長期的、發(fā)展的眼光去看，廣東省的調(diào)頻輔助服務(wù)市場還有很大的發(fā)展空間。
eo：現(xiàn)在一些燃氣電廠也開始考慮儲能聯(lián)合調(diào)頻項目，怎么看待這種現(xiàn)象？
楚攀：目前廣東省內(nèi)的一些燃煤發(fā)電機組加裝儲能以后，其調(diào)頻性能已經(jīng)超過了燃氣機組，在調(diào)頻輔助服務(wù)市場中可以取得更大的收益。燃氣機組在這方面的收益也就減少了，因為燃氣機組的運營方也希望能在這一塊獲得較多的收益，所以有動力參與其中。
不過單純從技術(shù)層面上講，燃機機組沒有必要這么做，因為它們本身就有很好的調(diào)峰調(diào)頻能力。目前燃機機組積極部署儲能項目，一方面是因為有市場利益的驅(qū)動，另外一方面有跟風的趨勢。
eo：目前廣東省建設(shè)調(diào)頻儲能項目的流程是怎樣的？
楚攀：有明確的建設(shè)意向后，首先要找具備甲級資質(zhì)的設(shè)計院做可行性研究報告、安全風險評估報告和接入系統(tǒng)專題報告。目前一般都是優(yōu)先改造調(diào)頻性能本身就比較好的機組，保證安裝儲能系統(tǒng)后，機組的調(diào)頻性能在市場中處于領(lǐng)先地位，獲得較多收益。拿到設(shè)計院出具的正式報告后，需要向南方能監(jiān)局、調(diào)度等主管部門申請備案，然后進入招標程序。電廠一般會和儲能企業(yè)簽能源管理合同，由第三方出資建設(shè)儲能系統(tǒng)，電廠自己并不出資，只提供項目建設(shè)用地，并配合做改造工作。但現(xiàn)在也有少數(shù)的電廠與第三方組成合資公司，共同投資建設(shè)調(diào)頻項目。
儲能系統(tǒng)建設(shè)完成之后，需要進行安全風險評估報告的評審，評審報告通過以后，就可以提交并網(wǎng)資料，進入審核階段。通過審核之后，電科院就要針對儲能系統(tǒng)進行聯(lián)調(diào)，做性能測試與涉網(wǎng)試驗。滿足試運行條件后，開始上線進行30天的試運行，試運行期間已經(jīng)開始享受調(diào)頻輔助市場的收益。通過試運行后就正式參與到廣東調(diào)頻輔助服務(wù)市場中來。
調(diào)頻電站普遍缺乏適當運維
eo：目前儲能電站的運維現(xiàn)狀是怎樣的？
楚攀：要想把一個儲能調(diào)頻電站運行得好，后期的運維非常關(guān)鍵，要保證儲能電站可以更長時間的連續(xù)安全運行，不要動不動就停機，因為停機就意味著收益的減少甚至大幅減少。甚至可以說項目建成后的運維水平?jīng)Q定了儲能調(diào)頻電站的盈利水平。如果能出現(xiàn)非常專業(yè)的公司做運維服務(wù)，應(yīng)該會很有市場。
目前對于儲能電站的運維還處在比較基本的水平上，只有簡單的維護、巡檢等。在運維思路上，也往往還停留在傳統(tǒng)的用戶側(cè)儲能電站的習慣上，這不能滿足調(diào)頻電站對運維的高要求。
運維不僅僅是基本的安全巡檢，更要積累運行數(shù)據(jù)，并能夠根據(jù)運行數(shù)據(jù)判斷是否需要對電池的pack的容量重新標定、調(diào)整原有的控制策略、甚至硬件層面的改動等等，要有比較強的數(shù)據(jù)分析能力。這也要求運維人員有較高的知識水平和豐富的經(jīng)驗，具備較強的綜合能力。
當下的儲能調(diào)頻項目一般都做不到這樣的人員配置，但這樣的人員是非常關(guān)鍵。在山西，很多儲能調(diào)頻項目實際上無法持續(xù)良好運行，很多項目，剛開始運行情況很好，收益也可觀，但一段時間以后總會出現(xiàn)各種問題導致停機。
eo：具體來講，運維上有哪些需要改進的地方？
楚攀：儲能電站的運維中，SOC（state of capacity）測定十分重要。電池的SOC是基于一些模型，通過一定方法估算得到的，精準地測定SOC是很困難甚至不可能的。隨著電池使用時間的增加，充放次數(shù)的增加，SOC的計算誤差會不斷積累。這意味著我們不能準確了解電池在某一時刻的情況。如果不知道真實的SOC水平，就有可能出現(xiàn)無法完成調(diào)度調(diào)頻指令的情況。很可能出現(xiàn)，明明測量儀器上顯示此時的SOC比較低，可以充電，但實際上已經(jīng)充不進去了，明明SOC值比較高，可以放電，但實際上放不出來，這是一種SOC測量失控的表現(xiàn)。
解決這個問題的方法是重新標定。就是每隔一段時間，對電池進行一次完整的充放電，這樣就能知道電池的哪個狀態(tài)是SOC對應(yīng)的0，哪個狀態(tài)是SOC對應(yīng)的100%。這樣能夠保證SOC的計算是相對準確的。但目前的儲能電站一般都做不到，也不愿意付出額外的成本做這樣難度比較高運維工作。
控制策略也需要優(yōu)化。比如說，在儲能系統(tǒng)等待閑置的時候，它應(yīng)該保持什么水平的起始容量？一般大家都是設(shè)定SOC為50%。這其實是拍腦袋決定的，是想讓儲能系統(tǒng)既能充電，又能放電，但是實際運行的時候真的是需要50%的起始狀態(tài)嗎？這必須要有統(tǒng)計數(shù)據(jù)支撐，根據(jù)調(diào)峰調(diào)頻的需求量等數(shù)據(jù)綜合判斷。這樣才能保證儲能系統(tǒng)有較高的利用率，而不至于該充電時充不進去，該放電時放不出來。
儲能安全標準有待建立
eo：起火是儲能電站的一大安全風險，儲能電站在消防安全方面還需要做好哪些工作？
楚攀：這也是廣東院設(shè)計時每次都會提到的問題，就是如何保證火勢不蔓延。
每個集裝箱都要做防火設(shè)計、隔熱設(shè)計，目前儲能電站滅火主要采用七氟丙烷，并使用隔熱絕緣材料，不能讓火勢蔓延。七氟丙烷主要作用用來降低燃燒區(qū)的溫度和消耗氧氣，進而阻斷燃燒。這對于磷酸鐵鋰電池有一定效果，但對于三元電池效果不佳。因為三元電池超過一定溫度后會自己釋放氧氣和可燃物，所以一旦起火很難滅火。
從設(shè)計層面來說主要是不能讓火災造成的損失擴大。比如現(xiàn)場需要有足夠的消防用水，作用并不單是滅火，還要給旁邊的電池集裝箱降溫，不能讓旁邊的電池也超過安全溫度。還有的做法是建隔熱墻，保證一個集裝箱起火，不會影響到其他集裝箱。
目前儲能在安全方面缺乏專業(yè)的標準，比如集裝箱與集裝箱之間應(yīng)該距離多遠，才能避免起火后影響擴大。需要有專門針對儲能集裝箱的消防標準，而不是簡單套用其他行業(yè)的簡單標準。
eo：儲能調(diào)頻電站的技術(shù)路線上可以有哪些新的嘗試？
楚攀：廣東院目前正在探索在調(diào)頻項目中將飛輪儲能與儲能電池相結(jié)合。
飛輪儲能屬于物理儲能范疇，本體由高速飛輪和同軸的雙向電機構(gòu)成，充電狀態(tài)下，電機驅(qū)動飛輪高速旋轉(zhuǎn)，電能轉(zhuǎn)化為動能儲存，放電模式下則將動能轉(zhuǎn)化成電能通過電機輸出。飛輪儲能適用于短時大功率充放電。和鋰電池相比，安全性強且壽命長，在20年的設(shè)計壽命期內(nèi)，不限充放電次數(shù)。
飛輪儲能和電池儲能結(jié)合，有助于進一步提高儲能系統(tǒng)調(diào)頻性能。讓飛輪儲能去響應(yīng)大功率、短時間充放電的調(diào)節(jié)信號，承擔尖峰出力部分，讓儲能電池去響應(yīng)基礎(chǔ)出力部分，減少充放電倍率，提高安全性，進而延長了使用壽命。
電池儲能與飛輪儲能相結(jié)合，成本會提高，但是系統(tǒng)壽命也會增加。我們也考慮在未來的項目設(shè)計中使用這種方案。
eo：未來要實現(xiàn)獨立儲能電站還需要哪些條件？
楚攀：獨立的儲能調(diào)頻/調(diào)峰電站可以直接接受電網(wǎng)調(diào)度，但對于電網(wǎng)來說，還缺少相關(guān)經(jīng)驗，需要累積足夠經(jīng)驗才能夠?qū)δ茈娬居枰钥茖W靈活的調(diào)度。目前電網(wǎng)公司已經(jīng)開始做這方面的嘗試，比如在廣東省比較火熱的聯(lián)合調(diào)頻的項目中，在儲能控制系統(tǒng)層面、或者能量管理系統(tǒng)層面做一些通訊接口，讓儲能電站能夠直接接受并響應(yīng)電網(wǎng)的調(diào)度信號。這樣可以逐步積累一些經(jīng)驗，未來用在獨立的儲能調(diào)頻/調(diào)峰電站上。
