中國儲能網(wǎng)訊：走進(jìn)位于內(nèi)蒙古呼倫貝爾的華能伊敏電廠，只見十余個(gè)巨大的白色“盒子”整齊排開，這些是電廠科技創(chuàng)新應(yīng)用的最新成果——全球容量最大的全超級電容儲能調(diào)頻系統(tǒng)，也是華能首次基于睿渥技術(shù)研制的全超級電容儲能調(diào)頻系統(tǒng)。2025年2月28日，項(xiàng)目一次性投產(chǎn)成功，極大縮短了儲能充放電調(diào)節(jié)時(shí)間，華能在新型儲能領(lǐng)域“再下一城”。
聯(lián)合共建：冰天雪地中的“加速度”
華能伊敏電廠的全超級電容儲能調(diào)頻項(xiàng)目要建設(shè)16兆瓦×10分鐘的全超級電容儲能系統(tǒng)，包含6個(gè)儲能單元，占地面積達(dá)1220平方米。今年以來，面對極寒天氣，華能伊敏電廠與西安熱工院聯(lián)合組建的專班持續(xù)攻堅(jiān)，項(xiàng)目安裝團(tuán)隊(duì)在零下二十多度的環(huán)境中輪班作業(yè)，4天敷設(shè)動力電纜達(dá)3.2公里，15天完成了預(yù)制艙吊裝，一場全鏈條的“加速戰(zhàn)”在呼倫貝爾冰天雪地中悄然打響。
“我記得今年1月份溫度差不多降到零下30℃，非常冷，我們提前搭建保溫棚，實(shí)行三班倒作業(yè)，開展高壓電纜頭制作和耐壓試驗(yàn)等工作，確保施工進(jìn)度與質(zhì)量。”安裝施工的負(fù)責(zé)人辛福強(qiáng)回憶道。
建設(shè)過程中，“新型鈦基超級電容”這一關(guān)鍵設(shè)備的生產(chǎn)周期過長，嚴(yán)重影響了建設(shè)進(jìn)度，成為項(xiàng)目一大卡點(diǎn)。對此，項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人李剛親自掛帥，48小時(shí)往返1000多公里，深入設(shè)備廠商生產(chǎn)車間，現(xiàn)場了解生產(chǎn)工藝，識別出并行開展的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，集中資源重點(diǎn)突破。
“我們逐個(gè)環(huán)節(jié)倒排工期，把能并行的工序全部打通?！表?xiàng)目供應(yīng)鏈負(fù)責(zé)人王小輝介紹說。通過這種“穿透式”協(xié)作，新型鈦基超級電容等關(guān)鍵部件交付周期縮短了30天。
與此同時(shí)，項(xiàng)目技術(shù)專班創(chuàng)新工作方法，采用并行推進(jìn)模式，將設(shè)計(jì)、研發(fā)、試驗(yàn)等環(huán)節(jié)緊密銜接。每周兩次項(xiàng)目推進(jìn)會上，專班成員們盯著屏幕上的“問題清單”逐項(xiàng)攻堅(jiān)，33項(xiàng)技術(shù)難題實(shí)現(xiàn)閉環(huán)銷號管理。全超級電容儲能調(diào)頻項(xiàng)目從開工到投運(yùn)僅用了4個(gè)月，較國內(nèi)同類項(xiàng)目縮短6個(gè)月，創(chuàng)造了國內(nèi)同類型儲能工程建設(shè)的“新紀(jì)錄”。
創(chuàng)新突破：“手動擋”升為“自動擋”
儲能調(diào)頻系統(tǒng)到底是做什么用的呢？
華能伊敏電廠智能辦主任姜楠用“充電寶”來形容它的工作原理，“它就像我們常用的充電寶一樣，將電能儲存起來，當(dāng)電網(wǎng)指令功率與發(fā)電機(jī)實(shí)際功率出現(xiàn)差值時(shí)，超級電容通過快速的充電或者放電，來維持電網(wǎng)發(fā)、用兩側(cè)平衡。”
相較于傳統(tǒng)鋰電池儲能，全超級電容儲能調(diào)頻系統(tǒng)具有壽命長、安全性高、充放電速度快等優(yōu)勢，尤其適合短時(shí)間、大功率的調(diào)頻場景。
眼下，這套全球容量最大的全超級電容儲能調(diào)頻系統(tǒng)正在與華能伊敏電廠一期2臺550兆瓦超臨界火電機(jī)組“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手”，幫助機(jī)組大幅提升調(diào)頻性能。該項(xiàng)目突破了全超級電容儲能耦合火電機(jī)組調(diào)頻的關(guān)鍵技術(shù)——首次將組串式儲能變流器應(yīng)用于儲能調(diào)頻領(lǐng)域，與傳統(tǒng)物理服務(wù)器控制系統(tǒng)相比，儲能充放電調(diào)節(jié)時(shí)間大幅縮短，響應(yīng)速度提升60%，就像汽車從“手動擋”升級為“自動擋”，有效提高了機(jī)組負(fù)荷調(diào)節(jié)精度和響應(yīng)速度，機(jī)組可以更好地參與電力市場交易，提高發(fā)電效率，降低運(yùn)營成本，為企業(yè)提質(zhì)增效注入新動能。
在華能伊敏電廠的儲能電站集控艙，技術(shù)人員輕點(diǎn)屏幕，“睿渥儲能控制系統(tǒng)”的運(yùn)行數(shù)據(jù)隨即顯現(xiàn)，這是該系統(tǒng)的另一大創(chuàng)新：百分百國產(chǎn)“大腦”。
這里的“大腦”，指的是儲能的核心控制系統(tǒng)。長期以來，該系統(tǒng)軟硬件未能實(shí)現(xiàn)完全自主可控，為解決這一問題，華能伊敏電廠和西安熱工院聯(lián)合研發(fā)了基于“睿渥”系統(tǒng)的全國產(chǎn)可視化、圖形化儲能策略可編程平臺，這套具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的儲能核心控制系統(tǒng)極大地縮短了運(yùn)算周期，降低了網(wǎng)絡(luò)傳輸延遲，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組“睿渥”DCS與儲能控制系統(tǒng)的互通直連，無縫兼容。
“經(jīng)過前期調(diào)研、容量計(jì)算、熱工況性能研究與技術(shù)方案設(shè)計(jì)等一系列努力，我們還研發(fā)出了以鈦酸鋰為負(fù)極材料的電力儲能專用超級電容，鈦基超級電容器具有三維立體結(jié)構(gòu)，相比于碳基的多層結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)固，壽命更長?！闭劶把邪l(fā)之路，華能伊敏電廠電氣主管卞圣珺難掩自豪。
“我們的目標(biāo)不僅是建成一個(gè)示范工程，更是要打造行業(yè)標(biāo)桿，為能源轉(zhuǎn)型探索新路徑?！比A能伊敏煤電公司副總經(jīng)理李廣山說，“下一步，我們還將積極拓展全超級電容儲能技術(shù)的應(yīng)用場景，用創(chuàng)新繪就草原生態(tài)的‘新畫卷’”。
