中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：3月23日，由中國(guó)化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會(huì)主辦并聯(lián)合500余家機(jī)構(gòu)共同支持的第十五屆儲(chǔ)能大會(huì)暨展覽會(huì)（簡(jiǎn)稱(chēng)“CIES2025”）在杭州國(guó)際博覽中心召開(kāi)。
CIES大會(huì)以以“綠色、數(shù)智、融合、創(chuàng)新”為主題，針對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)面臨的機(jī)遇與挑戰(zhàn)等重點(diǎn)、熱點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題展開(kāi)充分探討，分享可持續(xù)發(fā)展政策機(jī)制、資本市場(chǎng)、國(guó)際市場(chǎng)、成本疏導(dǎo)、智能化系統(tǒng)集成技術(shù)、供應(yīng)鏈體系、商業(yè)模式、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、示范項(xiàng)目應(yīng)用案例、新產(chǎn)品以及解決方案的普及和規(guī)模化工程應(yīng)用。
在3月25日上午進(jìn)行的構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能系統(tǒng)及項(xiàng)目建設(shè)專(zhuān)場(chǎng)中，新疆新能源研究院有限責(zé)任公司電氣副主任工程師/儲(chǔ)能研究組組長(zhǎng)張俊喜做了題為《構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)研究》的主題報(bào)告演講。
張俊喜：大家好！我是來(lái)自新疆新能源研究院的張俊喜，很高興有機(jī)會(huì)跟大家在一起分享儲(chǔ)能知識(shí)。我今天匯報(bào)的題目是“構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)研究”。新疆新能研是專(zhuān)門(mén)從事新能源行業(yè)咨詢(xún)、設(shè)計(jì)、總承包業(yè)務(wù)的一家新能源企業(yè)。今天結(jié)合新疆概況以及我們做的一些項(xiàng)目跟大家分享一下構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能的知識(shí)。
我分享的內(nèi)容分為以下三個(gè)章節(jié)：
一、新疆電網(wǎng)現(xiàn)狀。
二、構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)。
三、設(shè)計(jì)分享。
新疆的一個(gè)網(wǎng)架圖，截至2024年新疆已經(jīng)形成了內(nèi)供五循環(huán)，外送四通道的主網(wǎng)架，新疆的主網(wǎng)架是750的，有31座750變電站，規(guī)模很大。我們五循環(huán)指的是疆內(nèi)的750環(huán)網(wǎng)，外送四通道指的是兩個(gè)交流的750和西北聯(lián)網(wǎng)的通道，還有兩個(gè)向內(nèi)地送電的直流通道，總的外送容量達(dá)到2500萬(wàn)千瓦。
“十四五”期間要形成內(nèi)供七循環(huán)，外送六通道的主網(wǎng)架，預(yù)計(jì)十五五末外送容量要達(dá)到4000萬(wàn)以上，我們?cè)賮?lái)了解一下新疆的裝機(jī)情況，裝機(jī)現(xiàn)狀。新疆現(xiàn)在風(fēng)電和光伏總的容量已經(jīng)超過(guò)火電了，裝機(jī)容量已經(jīng)是超過(guò)總?cè)萘康囊话?，大概?5%，前面專(zhuān)家也有提到過(guò)國(guó)外的電量的滲透率，德國(guó)已經(jīng)超過(guò)了30%，全國(guó)咱們電量滲透率也就10%，新疆地區(qū)電量的滲透率也達(dá)到了30%以上了，所以產(chǎn)生了很多穩(wěn)定性的問(wèn)題。
截至目前新疆的儲(chǔ)能現(xiàn)狀，這是2024年底的數(shù)據(jù)，裝機(jī)容量達(dá)到了817.5萬(wàn)千瓦，2813.2萬(wàn)千瓦時(shí)，也是全國(guó)第一。
再看新疆儲(chǔ)能的發(fā)展歷程，2019年之前新疆的新能源一直處于限電狀態(tài)，比較過(guò)剩，2019年之前已經(jīng)不批新能源項(xiàng)目了，直到2020、2021年才有新的新能源項(xiàng)目投產(chǎn)，這時(shí)候已經(jīng)要求新能源開(kāi)始配儲(chǔ)了，2023年的時(shí)候自治區(qū)發(fā)文，鼓勵(lì)你建儲(chǔ)能，但是你建儲(chǔ)能以后獎(jiǎng)勵(lì)你建新能源，說(shuō)白了就是新能源側(cè)配儲(chǔ)，這個(gè)容量達(dá)到254小時(shí)。2023年大家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，新能源側(cè)配儲(chǔ)儲(chǔ)能利用率沒(méi)有那么高，有點(diǎn)浪費(fèi)，2023年自治區(qū)發(fā)文，鼓勵(lì)建設(shè)獨(dú)立儲(chǔ)能，而且配比也減少了，同時(shí)獨(dú)立儲(chǔ)能可以采取租賃模式，我新能源側(cè)配儲(chǔ)可以不去自己建儲(chǔ)能，我可以租你的儲(chǔ)能，一個(gè)是提高儲(chǔ)能的收益，另外一個(gè)是可以降低建設(shè)方的建設(shè)儲(chǔ)能的事，也就是省事。
現(xiàn)在136號(hào)文出來(lái)以后，我們可以看到租賃模式市場(chǎng)會(huì)慢慢變小。截至2024年自治區(qū)上報(bào)獨(dú)立儲(chǔ)能項(xiàng)目清單，項(xiàng)目越來(lái)越多了，已經(jīng)達(dá)到了7.35GW，同時(shí)新疆也批了很多抽水蓄能項(xiàng)目，以前新疆是沒(méi)有抽水蓄能的，阜康120萬(wàn)是新疆首個(gè)抽水蓄能項(xiàng)目，2023年底有機(jī)組并網(wǎng)的。隨著新能源和儲(chǔ)能的比例增加，新疆的電網(wǎng)也從傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)，向新型電力系統(tǒng)過(guò)渡，特征是雙高和雙隨機(jī)。
我下面結(jié)合新疆的情況看一下構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能技術(shù)，今天專(zhuān)家也都講了很多內(nèi)容，也有相似的地方，我們深入淺出地了解一下。首先隨著新能源比例的增大，會(huì)導(dǎo)致一些問(wèn)題，怎么導(dǎo)致的呢？我比例如光伏同時(shí)并網(wǎng)的時(shí)候，比如說(shuō)中午同時(shí)大容量并網(wǎng)會(huì)導(dǎo)致電壓?jiǎn)栴}，同時(shí)我的新能源隨機(jī)發(fā)電，會(huì)導(dǎo)致比例問(wèn)題，而且大量的電力電子元件會(huì)導(dǎo)致寬頻振蕩和轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)量不足的問(wèn)題，所以對(duì)我們電力電子產(chǎn)品就有了更高的要求，于是就有了構(gòu)網(wǎng)型電力設(shè)備。
這個(gè)大家可能都已經(jīng)了解了，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能是運(yùn)行在電壓源模式下。運(yùn)行在電壓源模式下有什么功能呢？我們來(lái)了解一下，一個(gè)是構(gòu)建電網(wǎng)，一個(gè)是提供無(wú)功電壓支撐。我們現(xiàn)在都知道新疆出的文三倍十秒過(guò)載，怎么來(lái)的呢？首先我們同步電機(jī)在短時(shí)內(nèi)能夠發(fā)出2-3倍無(wú)功，人民為電壓提供支撐，這是來(lái)源。我們要求構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能也能夠提供一個(gè)像同步電機(jī)一樣提供三倍無(wú)功電壓支撐。因?yàn)槲业膬?chǔ)能是建立在電壓源的模式下，所以我是有一個(gè)給定電壓的，我的端電壓是一樣的，當(dāng)大電網(wǎng)有一個(gè)高電壓或者低電壓的情況下，我是可以提供一個(gè)穩(wěn)定的。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，我們傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)都是帶轉(zhuǎn)子的，而轉(zhuǎn)子其實(shí)就點(diǎn)像陀螺，旋轉(zhuǎn)的時(shí)候你推它一下，他繼續(xù)晃一下又開(kāi)始穩(wěn)定地運(yùn)行了。我們這個(gè)儲(chǔ)能是怎么提供轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的呢？其實(shí)就是一個(gè)能量的吸收和釋放，當(dāng)我有一個(gè)正向干擾的時(shí)候，我的儲(chǔ)能就把這個(gè)干擾可以吸收掉，當(dāng)我有一個(gè)負(fù)向干擾的時(shí)候，又產(chǎn)生一個(gè)產(chǎn)生能量，把負(fù)的抵消，于是進(jìn)行慣量輸出。
抑制寬頻振蕩和諧波治理。首先我們構(gòu)網(wǎng)變流器阻尼是一個(gè)可控參數(shù)，是可以調(diào)節(jié)的，所以就能夠進(jìn)行寬頻振蕩抑制，就像拉抽屜一樣，如果抽屜不帶阻尼拉起來(lái)很快，帶阻尼拉起來(lái)很費(fèi)勁，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能跟這個(gè)一樣道理，來(lái)抑制電網(wǎng)的寬頻振蕩?，F(xiàn)在新疆電網(wǎng)滲透率非常高，寬頻振蕩問(wèn)題還是非常嚴(yán)重的，我們要求很多設(shè)備，包括PMU必須具備寬頻振蕩的檢測(cè)，包括穩(wěn)控裝置，也就是磁同步。
諧波治理就是一樣的，我的構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能可以檢測(cè)電網(wǎng)側(cè)的諧波，如果有諧波，我可以產(chǎn)生相反的波抵消。
提供短路容量和黑啟動(dòng)，也是一個(gè)控制策略，當(dāng)變流器檢測(cè)到有短路電流的時(shí)候，我們可以模擬發(fā)電機(jī)的行為，然后提供短路容量。黑啟動(dòng)也是，這就是在我們區(qū)域電網(wǎng)內(nèi)，我們儲(chǔ)能有很多模塊的，其實(shí)是集群控制，當(dāng)我需要黑啟動(dòng)的時(shí)候，我先建立端電壓和頻率，同時(shí)所有的儲(chǔ)能都建在同一個(gè)電壓和頻率，然后我負(fù)荷逐漸往上投，從而實(shí)現(xiàn)黑啟動(dòng)的過(guò)程。
總結(jié)下來(lái)，有這些功能，大家也都比較了解了，我們?cè)偻驴偨Y(jié)，可以想一下這個(gè)功能最終怎么實(shí)現(xiàn)的呢？我們最后總結(jié)三大要素，首先是一個(gè)大容量的可控電路，加上儲(chǔ)能單元，加上我的控制策略，最終實(shí)現(xiàn)了構(gòu)網(wǎng)技術(shù)。原理來(lái)說(shuō)你只要這三個(gè)元素變換都可以實(shí)現(xiàn)，你比如說(shuō)飛輪也可以實(shí)現(xiàn)，電化學(xué)，釩液流都可以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樗麄兌季邆溥@幾個(gè)要素?？刂撇呗允潜容^重要的，就像我們說(shuō)特斯拉為什么好，特斯拉好就好在電控。
我們總結(jié)一下，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)構(gòu)網(wǎng)型和跟網(wǎng)型兩大不同，我們硬件不同和軟件不同，硬件就是我的PCS容量要過(guò)載，我散熱保護(hù)設(shè)計(jì)都不相同。軟件就是各種控制策略，比如說(shuō)垂直控制，包括虛擬同步電機(jī)，包括模擬振蕩器等等。
這是國(guó)家層面發(fā)的關(guān)于支持構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能建設(shè)的文，大家可以了解一下。重點(diǎn)說(shuō)一下新疆的文，我相信大家可能也都了解，各位專(zhuān)家也說(shuō)到了，新疆其實(shí)走在比較前面的，2023年的時(shí)候新疆發(fā)了一個(gè)獨(dú)立儲(chǔ)能建設(shè)的方案通知，這里面就提到了鼓勵(lì)建設(shè)獨(dú)立儲(chǔ)能，還提到了租賃模式。最重要的是提到了這些地區(qū)的構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能建設(shè)不低于20%，這20%是指區(qū)域的比例，而并不是針對(duì)某一個(gè)項(xiàng)目。
其中這個(gè)文件也一個(gè)附件4，里面提到了對(duì)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能的并網(wǎng)技術(shù)要求，里面就有我們知道的三流過(guò)早，我們之所以經(jīng)常說(shuō)這個(gè)，這騎士隊(duì)硬件有影響，其他都是策略問(wèn)題。
最后進(jìn)行一個(gè)設(shè)計(jì)上分享。電池的國(guó)標(biāo)相信大家也不陌生，這是去年7月1日開(kāi)始實(shí)施的，里面有更高的效率要求，還有檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)要求，其中有一個(gè)額定充放電功率，提到了全生命周期的要求，這就涉及是否超倍，我要在整個(gè)生命周期都可以進(jìn)行額定的充放電，當(dāng)然這個(gè)目前還是每個(gè)地區(qū)實(shí)施不太一樣。這是變流器的最新國(guó)標(biāo)，也是去年7月1日頒布的，里面就有一次調(diào)頻還有慣量響應(yīng)的要求，這也是新加進(jìn)去的。
根據(jù)新疆的文件要求，我們自己制定了相應(yīng)的構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能的招標(biāo)技術(shù)規(guī)范，這一塊是一些控制側(cè)列的要求，這些其實(shí)就是針對(duì)咱們硬件過(guò)載能力要求，包括PCS，包括變壓器。
我們說(shuō)要求PCS具備一定的過(guò)載能力，其實(shí)目前來(lái)說(shuō)都是通過(guò)超配來(lái)實(shí)現(xiàn)了，實(shí)現(xiàn)三倍的，我們PCS本身有一個(gè)過(guò)載能力，加上一定的超配，現(xiàn)在大概是兩倍的關(guān)系，就能實(shí)現(xiàn)過(guò)載。比如說(shuō)5兆瓦，20兆瓦是一脫四的系統(tǒng)，如果采用構(gòu)網(wǎng)型，PCS數(shù)量要翻一倍的。我們進(jìn)行一個(gè)布置，一拖四的方案，這是跟網(wǎng)型的，我們采用構(gòu)網(wǎng)型布置的時(shí)候，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)PCS數(shù)量翻一倍，一個(gè)PCS和這個(gè)PCS實(shí)際容量是一樣的，都是5兆瓦，但是我這一臺(tái)是降容到2.5運(yùn)行的。
通過(guò)上面布置方式，我們進(jìn)行了一個(gè)對(duì)比，這是1Gwh對(duì)比，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能面積增加了1.25倍，當(dāng)然現(xiàn)在廠(chǎng)商有很多都推出了5兆瓦構(gòu)網(wǎng)系統(tǒng)，也就是說(shuō)實(shí)際里面配的PCS單元有10兆瓦，這個(gè)會(huì)更節(jié)約面積。
這是我們做的什么對(duì)比呢？新疆地區(qū)很多地方新能源側(cè)配儲(chǔ)還沒(méi)有建設(shè)，我改成構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能，我要增加多少費(fèi)用呢？當(dāng)然這個(gè)還沒(méi)有建，沒(méi)有建情況下最后測(cè)算是5670萬(wàn)元，這個(gè)設(shè)備費(fèi)可能偏高，這是一個(gè)概算價(jià)格，現(xiàn)在構(gòu)網(wǎng)型很多價(jià)格已經(jīng)在5毛以?xún)?nèi)了，但是差價(jià)差不多的是5分錢(qián)，其中5000萬(wàn)都是設(shè)備費(fèi)用，還有六七百萬(wàn)要增加一些防火墻和PCS增加了，增加了一些建設(shè)費(fèi)用，最終增加了六七百萬(wàn)元，但是收益打一個(gè)大問(wèn)號(hào)，現(xiàn)在還沒(méi)有相關(guān)政策來(lái)支持構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能電價(jià)。
下面分享兩個(gè)我們做的項(xiàng)目。這個(gè)項(xiàng)目是我們?cè)O(shè)計(jì)的，寧夏的智能微網(wǎng)項(xiàng)目，這個(gè)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜了，里面有風(fēng)電，光伏，釩液流，還有超級(jí)電容，這個(gè)系統(tǒng)是可以孤網(wǎng)運(yùn)行的，為什么要說(shuō)呢？這個(gè)2015年12月已經(jīng)并網(wǎng)了，當(dāng)時(shí)就已經(jīng)有構(gòu)網(wǎng)的策略在里面，這個(gè)上了一個(gè)微電網(wǎng)暫態(tài)控制系統(tǒng)，我孤網(wǎng)運(yùn)行的時(shí)候，我的策略里面就會(huì)控制，比如說(shuō)釩液流或者微燃機(jī)，什么電源在什么情況下以電壓源的形式來(lái)構(gòu)建這個(gè)電網(wǎng)，這里面是有一套策略的。我們現(xiàn)在提到構(gòu)網(wǎng)型技術(shù)，更多的是強(qiáng)調(diào)設(shè)備對(duì)大電網(wǎng)的支撐作用。
這個(gè)是一個(gè)共享儲(chǔ)能項(xiàng)目，這是采取獨(dú)立儲(chǔ)能，這個(gè)其實(shí)就是遠(yuǎn)景設(shè)備，64套2.5兆的構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能設(shè)備，這是怎么做的呢？里面配置2臺(tái)3.45兆瓦的PCS，也就是一個(gè)過(guò)載。新疆去年建了非常多的獨(dú)立儲(chǔ)能，構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能項(xiàng)目非常好，好像只有幾個(gè)，這是其中一個(gè)，這個(gè)項(xiàng)目是新疆立興能源做的，他和我們新疆新能源都隸屬于新疆能源集團(tuán)，新疆國(guó)資委。
我們預(yù)計(jì)今年新疆會(huì)有大量的構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能并網(wǎng)，因?yàn)楹芏囗?xiàng)目都已經(jīng)完成了可行性報(bào)告的編制工作，當(dāng)然這只是其中一部分，還有很多正在進(jìn)行當(dāng)中。里面有100%構(gòu)網(wǎng)，還有50%的構(gòu)網(wǎng)。
最后提兩點(diǎn)建議：第一，加快制定完善構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能的制造設(shè)計(jì)測(cè)試和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在新疆有構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能并網(wǎng)要求，全國(guó)大范圍還是沒(méi)有的。構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能究竟對(duì)電網(wǎng)有多少支撐作用，其實(shí)還是有待檢測(cè)和討論的。我們呼吁盡快出臺(tái)相應(yīng)的檢測(cè)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。
第二，推動(dòng)構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能參與電力輔助服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制?，F(xiàn)在構(gòu)網(wǎng)型儲(chǔ)能投資比較高，但是電價(jià)在新疆地區(qū)并沒(méi)有什么優(yōu)惠政策，還是跟網(wǎng)型一樣，我們呼吁盡快出臺(tái)一些積極主動(dòng)的政策，讓我們建設(shè)方好實(shí)施，更高的投資會(huì)帶來(lái)更高的收益，盡量不要出現(xiàn)被動(dòng)的政策，就是你不怎么不讓你怎么樣。
最后祝大家在綠色革命的道路上都能夠保持初心，保持熱誠(chéng)。
