我國(guó)典型儲(chǔ)能示范工程及技術(shù)走向解析

　　近日，由北極星電力網(wǎng)聯(lián)合國(guó)網(wǎng)電動(dòng)汽車服務(wù)有限公司主辦的2017第二屆電動(dòng)汽車及充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運(yùn)營(yíng)高峰論壇在北京舉行，中國(guó)電力科學(xué)研究院儲(chǔ)能與電工新技術(shù)研究所室李建林博士做了名為：我國(guó)典型儲(chǔ)能示范工程及技術(shù)走向解析的演講，以下為演講全文：

　　一、我國(guó)儲(chǔ)能領(lǐng)域發(fā)展的現(xiàn)狀

　　從多種類型的儲(chǔ)能介質(zhì)里面，電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)是主流，占比比較大，在電化學(xué)里面鋰電比較多。在儲(chǔ)能類型當(dāng)中，電化學(xué)儲(chǔ)能是最多的。和電動(dòng)汽車相關(guān)的就是退役電池，在大型儲(chǔ)能電站當(dāng)中還是很有運(yùn)營(yíng)前景的，后期針對(duì)梯次利用電池會(huì)有專門重大專項(xiàng)，鋰電池尤其是退役以后的電池是重點(diǎn)攻關(guān)的一個(gè)方向。

　　從應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)講，最多的還是可再生能源并網(wǎng)，隨著電改，分布式方面應(yīng)用也逐漸增多，后期有三個(gè)輔助服務(wù)，還有一些政策激勵(lì)，在輔助服務(wù)方面也有很多。在可再生能源領(lǐng)域項(xiàng)目數(shù)是最多的，在分布式和微網(wǎng)方面增長(zhǎng)的速率也很快。

　　上邊的數(shù)據(jù)，不難看出儲(chǔ)能的裝機(jī)容量近5年之內(nèi)幾乎是翻番的，尤其是2015年—2016年，2015年的時(shí)候只有100兆瓦，到2016年已經(jīng)到了300兆瓦，增幅很快，當(dāng)然和社會(huì)各界的努力有關(guān)系，電網(wǎng)公司也做了很大的貢獻(xiàn)。

　　二．儲(chǔ)能的作用

　　儲(chǔ)能在發(fā)送配環(huán)節(jié)都有很經(jīng)典的作用，下面主要以儲(chǔ)能在國(guó)家電網(wǎng)公司中的一些應(yīng)用為例說(shuō)明。在發(fā)電端，國(guó)家電網(wǎng)公司在風(fēng)電上有遼寧臥牛石，在光伏電站上有格爾木，和火電配合在山西有幾個(gè)調(diào)頻電站，后期火電改造也會(huì)涉及一些相應(yīng)的示范工程。在輸電和配電端，輸配端加百兆瓦級(jí)的儲(chǔ)能電站，可以有效解決特高壓閉鎖之后有甩負(fù)荷的問(wèn)題。用電端更多，例如在江蘇電網(wǎng)，以及福建很多配網(wǎng)側(cè)都加了相應(yīng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，也起到了應(yīng)有的一些作用。

　　（1）發(fā)電側(cè)

　　儲(chǔ)能在風(fēng)電場(chǎng)中的作用

　　平抑波動(dòng)。風(fēng)電輸出是節(jié)節(jié)波動(dòng)的，借助儲(chǔ)能以后使它輸出平滑一些。在平抑前后，平谷上發(fā)生大的變化，由以前大的波動(dòng)變的比較集中、比較小，減少了對(duì)電網(wǎng)的影響。

　　跟蹤計(jì)劃出力。在中國(guó)不管風(fēng)電還是光伏，發(fā)電是今天報(bào)、明天計(jì)劃。風(fēng)電、光伏自身因?yàn)橛泻芏嗖豢煽匦?，這樣給調(diào)度帶來(lái)很大的壓力，因?yàn)槎喟l(fā)就會(huì)壓別的少發(fā)。這個(gè)時(shí)候假如有儲(chǔ)能在的話，當(dāng)實(shí)際出力很高的時(shí)候，可以給儲(chǔ)能充電，低的時(shí)候放電，通過(guò)儲(chǔ)能的充放以后把計(jì)劃出力按在這個(gè)之內(nèi)，提升它的可調(diào)度性，這是儲(chǔ)能的重要作用。另外一個(gè)作用就是降低風(fēng)電廠的波動(dòng)力月線的概率。火電的爬坡率是有限的，而風(fēng)電變化很快，借助儲(chǔ)能系統(tǒng)以后可以使它的不管是上爬坡還是下爬坡，讓速度降下來(lái)，這樣和別的配套一起來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)更容易一些。

　　在風(fēng)電廠里面加的儲(chǔ)能系統(tǒng)足夠大的時(shí)候，整個(gè)風(fēng)電廠是可控可調(diào)的，只不過(guò)付出的代價(jià)比較高。

　　儲(chǔ)能在光伏發(fā)電場(chǎng)中的作用

　　光伏+儲(chǔ)能。國(guó)內(nèi)現(xiàn)在光伏發(fā)展很快，例如針對(duì)園區(qū)負(fù)載，用戶為了節(jié)約電費(fèi)，加這么一個(gè)光伏電站，加上光伏以后能部分的改良輸出特性，這個(gè)里面改善優(yōu)先，一部分要配到電網(wǎng)去，對(duì)線改良的要求不是很明顯，假如加裝儲(chǔ)能系統(tǒng)以后，隨著光伏大于負(fù)載以后可以存起來(lái)，當(dāng)光伏出力不夠的時(shí)候儲(chǔ)能放電，最后使曲線降低，這樣可以給用戶帶來(lái)更大的效益，這個(gè)在分布式電源里面已經(jīng)得到了有效的論證，也是有效的方案。

　　（2）輸配用側(cè)

　　在配網(wǎng)側(cè)，通過(guò)儲(chǔ)能的充放調(diào)節(jié)。。比如說(shuō)大量的電動(dòng)汽車接入電網(wǎng)之后，你要有效的利用峰谷調(diào)節(jié)，在電價(jià)高的時(shí)候儲(chǔ)能放電、在低的時(shí)候充電，低的時(shí)候以前大的峰谷差擴(kuò)到小的上面，所以現(xiàn)在有一種技術(shù)路線叫光儲(chǔ)充。這塊就能很好的利用整個(gè)充電站對(duì)車的充電。在大型的醫(yī)院數(shù)據(jù)中心加裝儲(chǔ)能系統(tǒng)以后有一些明顯的作用，一些明顯負(fù)載，對(duì)電網(wǎng)變化很敏感，加上儲(chǔ)能系統(tǒng)以后，通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)的作用使負(fù)載感受到變化，這也是儲(chǔ)能很重要的作用。

　　三．國(guó)家電網(wǎng)儲(chǔ)能應(yīng)用典型示范工程

　　1.張北的風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程

　　儲(chǔ)能系統(tǒng)的示范項(xiàng)目中比較出名的是張北的風(fēng)光儲(chǔ)輸示范工程，二期會(huì)擴(kuò)。上圖是儲(chǔ)能的實(shí)景圖，可以看出這中間含4種鋰電池，有液流電池、有碳酸鋰等等。

　　整個(gè)工程運(yùn)行的時(shí)候有六種狀態(tài)，這上圖一些典型的模型，證明在跟蹤計(jì)劃出力上，風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合處理跟上這條線，平抑方面有明顯的作用。

　　2.遼寧臥牛石風(fēng)電場(chǎng)

　　上面的示范工程是國(guó)家電網(wǎng)的一個(gè)“863項(xiàng)目”在遼寧的臥牛石，通過(guò)示范工程證明儲(chǔ)能能起到平滑風(fēng)電功率輸出。儲(chǔ)能系統(tǒng)是提升這條配線電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的可控、可觀性的，選了三臺(tái)機(jī)組把直流側(cè)打開(kāi)，中間加了超級(jí)電容器，提升了整個(gè)電阻的低電壓穿越能力。超級(jí)電容器因?yàn)橹绷髂妇€的是獨(dú)立的，這是一個(gè)DC/DC，這是國(guó)家的“863項(xiàng)目”，通過(guò)這個(gè)大大提升了整個(gè)機(jī)組的低電壓穿越能力。

　　3.保定英利工業(yè)園區(qū)光儲(chǔ)微網(wǎng)示范工程

　　這是中國(guó)電力科學(xué)院近期剛結(jié)題的“863項(xiàng)目”中間的示范工程，示范工程有光伏、有儲(chǔ)能、有飛輪、有充電樁，也通過(guò)一些能量管理策略，中間是一些基本參數(shù)。中間有柴油機(jī)、有鋰電池、有光伏、有飛輪。最后通過(guò)整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行，不管是儲(chǔ)能系統(tǒng)還是飛輪和光伏之間能很好的配合，給用戶提供一個(gè)優(yōu)質(zhì)的電。

　　4.思考

　　通過(guò)前面幾個(gè)示范工程，不難看出對(duì)兆瓦級(jí)的，5兆瓦級(jí)的示范工程，甚至10兆瓦的，都有技術(shù)的掌握，不過(guò)國(guó)家明確把百兆瓦級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)提到國(guó)家戰(zhàn)略上，所以對(duì)百兆瓦級(jí)還是有待于開(kāi)展。

　　百兆瓦級(jí)有幾個(gè)技術(shù)需要掌握，一個(gè)是百兆瓦儲(chǔ)能電站集成及運(yùn)行技術(shù)。并不是會(huì)十就會(huì)百，這里面還是有核心技術(shù)的。多種策略之間的切換，比如說(shuō)平抑削峰填谷這幾大作用都能起到作用，如何依據(jù)外部的變量自主運(yùn)行，起到多種作用，提升用戶的收益，這也是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。

　　關(guān)于儲(chǔ)能的載體。很多地方，例如天氣比較惡劣的地方，包括既有的光伏電站里面加裝儲(chǔ)能系統(tǒng)集裝箱是首選的，不過(guò)人們都是拿常規(guī)的集裝箱做這個(gè)事情，這方面應(yīng)該還是有一些核心技術(shù)的，要能防風(fēng)沙、耐炎熱，并且占地面積各方面還有一些要求。

　　四、儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的前景及相關(guān)政策

　　關(guān)于儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的前景。國(guó)家針對(duì)不同的儲(chǔ)能類型提了一些相應(yīng)的技術(shù)路線。上圖可以看出，百兆瓦的鋰電和液流是比較成熟的，也是國(guó)家的戰(zhàn)略。光熱方面，鋰電池和液流電池，關(guān)鍵看這幾個(gè)參數(shù)，比如鋰電池整理循環(huán)效率是否能到1萬(wàn)次，包括度電成本是否能到數(shù)值，系統(tǒng)容量針對(duì)百兆瓦級(jí)的市場(chǎng)，液流電池也是一樣，要求效率要提升，上1萬(wàn)次。

　　首先，在所有的儲(chǔ)能技術(shù)當(dāng)中，電化學(xué)發(fā)展最快，尤其是磷酸鐵鋰和鉛酸已經(jīng)具備商業(yè)化拐點(diǎn)了，在電站當(dāng)中大規(guī)模應(yīng)用中長(zhǎng)壽命、低成本、高安全、高轉(zhuǎn)換率的電池是必要的條件，這塊有一個(gè)參數(shù)，若一度電能到3毛5，運(yùn)營(yíng)起來(lái)潛力是很大的。第三方面，在兆瓦級(jí)、10兆瓦級(jí)的基本掌握了，百兆瓦級(jí)的還有待于進(jìn)一步提升。

　　同時(shí)也進(jìn)一步呼吁，若能從裝機(jī)、電量、退稅上能給予補(bǔ)貼的話，可大幅的加快儲(chǔ)能的進(jìn)程。