實地考察全國首個光伏儲能項目!儲能在可再生能源領域大有可爲

前言:目前黃河水電已在青海共和建成光伏儲能項目,茶卡地區風電儲能項目預計年內投產,積極為海南州水光風儲多能互補清潔能源基地建設提供支撐。

“儲能技術與可再生能源的結合能有效解決可再生能源穩定輸出和提升系統發電效益的難題,儲能在促進可再生能源併網與就地消納具有較大的應用價值和光明的市場前景。”國家能源局原副局長史玉波在2018中國儲能西部論壇上指出。

西部地區是我國的能源生產基地,也是可再生能源資源的富集區。近年來,西部地區多數省份風電、光伏裝機容量增長迅速,一批可再生能源發電園區和配套的產業基地應勢而起。據中關村儲能產業技術聯盟理事長、中國能源研究會儲能專委會主任委員陳海生介紹,截止2018年5月全國儲能裝機前十的省份,西部陝甘青寧新藏六省區合計佔到全國已投運項目累計裝機規模的25%。可以說,西部省份在儲能應用方面處於非常重要的地位。

實地考察全國首個光伏儲能項目!儲能在可再生能源領域大有可為

就西部省份儲能應用特點來講,可再生能源+儲能的靈活多元應用是主要方向,原國務院參事吳宗鑫認為可再生能源是推動儲能發展的重要基礎。

根據電科院的情景分析,到2050年,我國風電、光伏發電將成為電力的主導,分別佔到總髮電量的21%至24%。如何解決大量可再生能源接入電網帶來的波動,儲能將成為關鍵技術。目前我國正在進行各種儲能技術的研究和示範。

探訪全國首個光伏發電儲能項目

國家電投黃河上游水電開發有限公司總經理魏顯貴認為新能源發電優勢明顯,但是由於出力與負荷不平衡給電網帶來很大的限制,黃河水電想通過儲能技術解決新能源出力不平衡問題,從而使新能源友好地發展。目前黃河水電已在青海共和建成光伏儲能項目,茶卡地區風電儲能項目預計年內投產,積極為海南州水光風儲多能互補清潔能源基地建設提供支撐。

在2018中國儲能西部論壇期間,中關村儲能產業技術聯盟還組織考察了共和實證基地光伏儲能項目。電站位於青海省共和縣的塔拉灘上,平均海拔2920m,包括20MW光伏發電和16MWh電站儲能。2018年6月26日,該電站順利併網。

魏顯貴介紹,黃河水電研究新能源電站儲能技術的意義在於,實現新能源發電和用電的供需平衡,改善新能源電能質量,提高電網的安全穩定性,參與電網調峰調頻,提高光伏風電資源利用率,進而推動儲能技術發展和應用。

青海共和電站光伏儲能電站承擔了各種新技術的試驗任務,其中發電系統採用了當前各類新技術,包括固定+單面、固定+雙面、平單+單面、平單+雙面、垂直+雙面;儲能系統採用磷酸鐵鋰、三元鋰、鋅溴液流和全釩液流各類電池,並且在交流側和直流側均有嘗試;在實際運行中,分別設置了20%/25%/30%限功率情況下光儲系統結合能量搬移、調峰調頻、平滑出力、跟蹤計劃不同功能需求的控制策略。其目的是對儲能系統的電池特性、容量配比、系統匹配以及控制策略進行研究。

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實地考察全國首個光伏儲能項目!儲能在可再生能源領域大有可為

實地考察全國首個光伏儲能項目!儲能在可再生能源領域大有可為

下面我們就來看一下全國首個光伏發電儲能項目的具體情況。該項目採用磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池、鋅溴液流電池和全釩液流電池,建設了16個分散式儲能系統和6個集中式儲能系統。詳見下表。

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據魏顯貴透露,近期黃河水電950MW風力發電+110MWh儲能招標已進入收尾階段,風電場配套的儲能系統採用分佈式就地安裝-集中控制方式,每套儲能單元包括儲能變流器、隔離變壓器、電池系統和附屬設備,電池採用三元鋰、磷酸鐵鋰、全釩液流、鐵鉻液流、鋅溴液流電池和其他先進電池技術。

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實地考察全國首個光伏儲能項目!儲能在可再生能源領域大有可為

從光伏到風電,黃河水電在新能源電站的儲能探索已拉開序幕,且儲能規模也呈現不斷擴大的趨勢。那麼到底何種儲能技術更能解決新能源消納的難題,各類儲能技術性能有何差異呢?下面我們來一一對比。

實地考察全國首個光伏儲能項目!儲能在可再生能源領域大有可為

儲能技術在可再生能源領域大有可為

從現有儲能裝機規模來看,除抽水蓄能外,電化學儲能裝機比例最高。據中國能源研究會儲能專委會不完全統計,截至2017年底,中國已投運儲能項目中,電化學儲能項目的累計裝機規模達到389.8MW,其中鋰離子電池的累計裝機規模最大,達到227MW。而從近期國內投運的儲能項目來看,儲能調頻項目主要是鋰電池,且是三元鋰和磷酸鐵鋰並駕齊驅;電網調峰項目則是以磷酸鐵鋰為主;用戶側鉛炭電池和鋰電池各有千秋;而在發電側領域,則呈現出儲能技術百家齊放的格局,從黃河水電已併網的光伏儲能和正在招標的風電儲能也能看出,三元鋰、磷酸鐵鋰、鋅溴液流、全釩液流都有涉及,這一方面說明儲能技術具體應用性能仍有待驗證,另一方面也說明儲能在發電側應用前景巨大,平滑輸出、電能質量、調峰調頻都將成為儲能的用武之地。

從技術角度出發,普能世紀黃綿延認為目前液流電池的市場份額雖只有4%,卻是匹配光伏和風電的理想儲能技術。液流電池壽命週期超過20年,可匹配風光設施的使用年限;幾乎可無限循環的進行深度充放電;在超過4小時的儲存時間條件下優勢明顯,用於光伏發電移峰和風電輸出平衡;50%SOC運行性能優異,適用於風電平衡;功率與容量可獨立配置,方便隨時擴充容量。

當然每一種場景應用,都需要判斷哪種儲能技術最適合;每一種技術,也需要確定最適合哪種應用市場。

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目前,隨著可再生能源併網側儲能應用已經開始在技術示範的基礎上尋求商業化突破,儲能在跟蹤發電計劃中的作用也得到了驗證。但是,儲能與可再生能源配套應用的侷限性還比較突出,系統收益的多樣性和投資價值還難以充分實現,仍然面臨著多方面的問題。例如集中式可再生能源併網儲能系統收益單一,除存儲棄電之外,儲能其餘功能價值難以全面體現;集成儲能資源難以發揮規模效應,促進可再生能源消納能力有限;電力市場開放程度有限,難以獲得多重收益等。

針對上述問題,史玉波認為應從政策、市場、宣傳三方面進行規範和引導。政策上,結合地方特點出臺支持政策,明確儲能項目建設和運行管理流程。市場層面,完善市場規則並對可再生能源發電效果進行評價,激勵可再生能源場站提升發電質量;加速推進市場化交易進程,建立跨省跨區交易渠道,減少區域內棄風棄光電量;加快建立輔助服務市場,構建儲能參與系統服務的按效果付費機制,為儲能獲取價值增值創造平臺。第三,推動風儲、光儲創新應用模式建設,總結項目運行經驗,驗證項目的經濟性和商業模式;支持和引導儲能系統項目建設運營單位優先享受電力市場化改革紅利,在用戶直接交易、綠色電力消納和參與輔助服務市場等方面予以支持,進一步降低儲能系統運營成本。

黃河水電魏顯貴也認為應儘快研究出臺支持儲能產業發展的相關政策,建立儲能電價補償機制,而且在電網調度層面應適應儲能電站的運行方式。

後記:走進青海共和新能源基地,第一感受只能用震撼來形容,萬里碧空和一望無際的光伏陣列給人強烈的視覺震撼,此刻才更深刻地理解了數字背後的意義,光伏、風電正在不斷成長為我國主要電源,也正是在此刻,作為新能源人的自豪感才油然而生。

最後套用中國能源研究投融資專委會秘書長萬琳的一段話來結束本文:

震撼的,不僅僅是電源側的翻天覆地,還有儲能的爆發。今年兩個省網公司的儲能項目,就輕鬆超出了2017年全年的儲能裝機功率規模。

儲能的發展,已經步入持續不斷的價值挖掘、主體明晰、模式創新快車道。發展速度和規模,有賴於政策支持、市場完善,更取決於行業自身的技術創新、產業鏈封閉、成本下降。

首先顯現的是輔助價值。包括電源側已經開始快速規模化的火電靈活性改造;以及新能源作為基荷電源勢必承擔的各項責任,勢必會帶來如傳統火電一樣的升級、改造浪潮,以提升發電預測、調峰調頻、電能質量。

還有電網側的改造,無論是為了迎峰度夏、新能源消納,儲能的建設速度、效率、經濟性,都得到了充分的承認。世界500強前三名的實力不是白給的,這個細分領域剛剛啟動,規模就足以驚世駭俗。

其次是獨立價值。削峰填谷、UPS備電、需量電費管理、電能質量治理,以及未來的獨立調峰、調頻項目,作為獨立電力市場、輔助服務主體。

未來一定還會有共享價值。推動儲能的,不僅僅是電力的商品化、新能源車,還有5G和深入我們生活的移動通信。基於儲能技術、商業模式的共同創新,電力市場機制環境不斷完善,分散式部署、集中式管理,可移動、即插即用,充分實現儲能跨時間、跨空間、跨用戶、跨領域的價值。

實地考察全國首個光伏儲能項目!儲能在可再生能源領域大有可為

儲能未來已來


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