登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
本文介绍了储能电站的通用定位分类方法及其缺陷;最后提出面向电力全过程的储能电站典型应用场景分类综述, 并讨论每个场景的评价目标以及通用评价过程。
本文来源:晓说浙电论文 微信公众号 ID:zjdlbjb
作者:徐 谦1, 孙轶恺1, 刘亮东2, 章坚民2, 张利军1, 朱国荣1
(1. 国网浙江省电力有限公司经济技术研究院, 杭州 310008;2. 杭州电子科技大学 自动化学院, 杭州 310018)
本文引文信息:徐谦, 孙轶恺, 刘亮东等. 储能电站功能及典型应用场景分析[J]. 浙江电力, 2019, 38(5):3-10.
0 引言
以新能源大规模开发利用为标志、 以再电气化为根本路径的新一轮能源革命已在全球范围内开展。以风电、 光伏为代表的可再生能源占比不断提升, 给电力系统带来了诸如系统稳定性、 可靠性和电能质量等诸多挑战[1]。储能技术是解决这类问题的有效手段, 通过对电能的存储和释放可以为电网运行提供调峰、 调频、 黑启动、 需求响应支撑等多种服务, 其快速响应特性大幅提升了传统电力系统的灵活性、 经济性和安全性[2]。
我国传统的储能电站主要为抽水蓄能电站,一般由电网公司拥有和调度。2017 年3 月国家能源局印发的《关于促进储能技术与产业发展的指导意见(征求意见稿)》指出了储能系统是智能电网、 可再生能源高占比的能源系统与“互联网+”智慧能源的重要组成部分及关键技术, 为我国储能市场的商业化应用提供了巨大的空间, 储能电站日益成为现代电力系统的一种新型功能综合体和可独立营运的经济实体, 开始受到高度重视, 同时传统电力系统规划、 设计、 运行、 管理等模式将发生巨大改变[3-6], 储能产业及盈利模式也呈现新的业态[7-8]。
作为电力系统中可独立承担功能的储能电站, 严重依赖于储能的技术成熟度、 工程成熟度和经济可行性。本文首先通过案例分析, 对未来储能电站的核心储能技术成熟度、 工程成熟度进行分析;然后, 介绍储能电站的通用定位分类方法及其缺陷;最后提出面向电力全过程的储能电站典型应用场景分类综述, 并讨论每个场景的评价目标以及通用评价过程。
1 基于案例的储能电站技术及趋势
根据电能转化形式和技术成熟性, 储能电站的储能技术主要分为4 类:机械储能、 电磁储能、电化学储能、 相变储能等, 其细分技术见图1。结合已投运的储能电站, 对几类核心储能技术的技术成熟度、 工程成熟度和应用条件进行分析。
图1 储能技术分类
1.1 抽水蓄能
抽水蓄能属于成熟技术, 对地理条件要求较高。目前投运的天荒坪、 桐柏、 仙居及溪口抽水蓄能电站, 总装机容量4 580 MW;正在建设的长龙山、 宁海及缙云抽水蓄能电站, 总装机容量5 500 MW;纳入规划的有衢江、 磐安、 天台、 桐庐等抽水蓄能电站。具有较多较好站址的抽水蓄能电站, 成为浙江电网的特色。如何发挥抽水蓄能电站在浙江电网的储能优势, 是一个值得研究的问题。
1.2 压缩空气储能
CAES 电站主要利用报废矿井、 洞穴、 海底储气罐、 新建储气井等可重新利用的空间, 基本不受地理条件限制, 且空气不会燃烧, 安全系数较高, 寿命较长, 但其能量密度低, 投资成本相对较高[9]。2013 年在廊坊建成国内首套1.5 MW蓄热式压缩空气储能示范系统。2016 年贵州毕节建成国际首套10 MW 示范系统, 效率达60.2%,是全球目前效率最高的CAES 系统。
1.3 电化学储能
电化学储能电站通过化学反应进行电池正负极的充电和放电, 实现能量转换。传统电池技术以铅酸电池为代表, 由于其对环境危害较大, 已逐渐被锂离子、 钠硫等性能更高、 更安全环保的电池所替代[10]。
电化学储能的响应速度较快, 基本不受外部条件干扰, 但投资成本高、 使用寿命有限, 且单体容量有限。随着技术手段的不断发展, 电化学储能正越来越广泛地应用到各个领域, 尤其是电动汽车和电力系统中[11]。2011 年投产的张北风光储示范工程, 单站储能总容量首次达到50 MW,且包含多种电池形态, 如磷酸铁锂电池(14 MW/63 MWh)、 液流电池(2 MW/8 MWh)、 钛酸锂电池(1 MW/500 kWh)、 铅酸电池(2 MW/12 MWh)。
1.4 超级电容储能
超级电容是一种介于传统电容器和充电电池之间的新型储能装置, 具有灵活快速的充放电特性[12]。超级电容储能的应用目前仍处于探索阶段,2017 年国电北镇储能型风电场投运了美国Maxwell公司的1 MW×2 min 超级电容储能项目, 可有效提高风电场的可调、 可控、 可计划能力, 是国内最早的试点工程。
1.5 发展趋势
抽水蓄能、 CAES 依赖于一定的地理条件,电化学储能和超级电容储能具有能量密度高、 设备性能日益提升、 安装条件宽泛的优点, 日益成为储能电站系统的主要形态, 一般由电池、 BMS(电池管理模块)、 PCS(储能逆变器)、 调度中心、EMS(能量管理系统)和测控系统组成[8]。
2 储能电站的一般定位划分及缺陷
一般将储能电站或按其在电网中接入位置分为集中式和分布式2 类, 或按其运行特征分为能量型和功率型2 类。
2.1 按在电网接入位置划分
(1)集中式接入是指储能电站接入输电网络,它将对电力系统主网运行管理和协调调度产生影响。集中式储能电站, 一般布置或接入35 kV 及以上高压变电站的10 kV 母线。如江苏镇江东部地区(镇江新区、 丹阳、 扬中)的8 个电化学储能电站示范工程, 最小单站容量为5 MW/10 MWh,最大单站容量为24 MW/48 MWh, 总容量为101 MW/202 MWh, 总投资7.2 亿, 实现了毫秒级响应, 是目前全球功能最全面的储能电站。
(2)分布式接入是指储能电站以较小容量接入配电网、 微电网或用户侧, 它仅对本地能源的生产和消费产生影响。分布式储能系统的推广,可与就地高渗透率的可再生能源互补, 在解决风电、 光伏出力的不确定性和高波动率上效果显著。主要应用的储能技术大多也是电化学储能,如深圳宝清储能电站、 浙江南麂岛微网示范工程等。江苏镇江用户侧储能项目已建和在建项目22个, 总容量67.50 MW/518 MWh, 总投资近10 亿元, 会同集中式储能电站建设, 江苏镇江电网已成为储能的应用先进区域。
(3)集中式和分布式2 种接入方式, 在市场模式和调度运行等方面存在较大差异, 因此其储能规划评估也存在不同[4]:集中式接入方式下, 储能系统可以提供备用, 减小输电堵塞, 实现“削峰填谷”, 进行广域能量管理, 提高系统运行经济性;分布式接入方式下, 储能多采用选址不受限的电池储能, 其主要用于减小配电网运行成本、促进风电光伏消纳及延缓电网升级改造等。
2 种接入方式下储能规划目标均主要包括系统运行成本与储能投资总成本最小、 储能净收益最大。但2 种接入方式下储能的成本、 收益构成存在一定差异, 详见文献[4]。
2.2 按储能的运行特征划分
功率型电站通常需要在相对较短的时间内(几秒到几分钟)实现高功率输出。适合功率型的储能技术包括超级电容器、 超导磁和飞轮储能等。功率型储能形成优质、 可靠的毫秒级控制响应资源, 为电网提供调峰、 调频、 备用、 事故应急响应等多种服务, 从而满足可再生能源消纳、电网安全灵活运行的迫切要求, 推动加快大规模源网荷储友好互动。
能量型电站则具有大容量存储的特性, 通常能够进行几分钟到几小时的持续性放电。适合能量型的储能技术主要包括CAES、 抽水蓄能和大部分电池储能等[5]。
显然, 以上2 类分类方法, 对于具体的储能电站而言过于粗放, 没有刻画出日益形成的新能源电力系统对储能电站多方面的需求特性, 不能反映储能电站在电力生产、 传输、 消费全过程中的特殊地位、 功能以及商业价值。
3 面向电力全过程的储能电站场景及评价
可再生能源和新能源在现代电力系统的渗透, 覆盖了电力生产、 传输、 消费的全过程, 对发电侧、 电网侧、 用户侧均产生了巨大影响, 储能电站在三侧均具有典型的应用场景和特殊的技术经济条件。图2 是本文归纳的最主要的储能场景分类情况, 本节将对几个主要场景下的储能特性及其发挥的作用进行详细分析, 并着重对储能系统评价方法进行综述。
图2 储能典型场景
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星储能网获悉,4月25日,重庆市能源局表示,经研究,关于支持建设巫溪县抽水蓄能电站项目建议的办理情况答复如下:一、抽水蓄能中长期需求选址论证情况;二、国家发展抽水蓄能的政策有所收紧;三、稳妥推进后续抽水蓄能规划选址工作。原文如下:重庆市能源局关于市六届人大二次会议第1044号建议办
北极星储能网讯,为落实《海南省“十四五”新型储能发展规划》建设海口江东新区电力源网荷储一体化项目的要求,加快推进江东新区绿色低碳发展,江东新区管理局规划建设海文北储能电站、东寨储能电站、潭连储能电站三个储能电站,进一步促进调峰节能,保障区域用电安全。项目建设将构建园区“源网荷储”
北极星储能网获悉,4月30日,日喀则市行政审批和便民服务局发布《日喀则市2024年电力保供新能源竞争性配置项目中标(成交)结果公告》。根据公告,此次竞配7个标包600MW新能源项目均发布了中标供应商,涉及:风电200MW、光伏300MW、光热100MW,构网型储能100MW/400MWh。其中:华电西藏、国家电投西藏、
北极星储能网获悉,4月30日,山东省枣庄市滕州滨湖300MW/600MWh独立储能电站项目一期(100MW/200MWh)工程中标候选人公示发布,报价在1.79-1.838元/Wh之间。本项目新建储能电站一座,储能电站建设规模100MW/200MWh,采用磷酸铁锂电池,户外集装箱布置,配套新建220kV升压站。本工程在储能电站内设一座综
北极星储能网讯,4月29日,陕西铜川印台陈炉100MW/200MWh储能电站、印台区100MW/400MWh储能电站项目举行落地签约仪式据悉,印台陈炉100MW/200MWh储能电站项目总投资5亿元,占地面积约35亩,建设规模为100MW/200MWh。项目建成后,预计年产值5000万元,年创造税收500万元,带动就业40人。印台区100MW/400
北极星储能网获悉,4月30日,江苏盐城响水清新200MW/400MWh储能电站项目招标公告发布。本项目占地面积约58.98亩,本期项目建设200MW/400MWh磷酸铁锂储能,并新建220kv升压站,站内各电压等级配电装置及其对应的电气控制、测量、信号、继电保护、安全自动装置;站内交直流电源系统:站内电缆通道、过电
“五一”假期,江苏徐州首座电网侧储能项目江庄储能电站成功实现全容量“满充满放”试运行,进一步验证了各项指标满足设计功率及容量参数要求。据悉,该储能电站能够在用电低谷期将10万度的电能储存起来,需要时再将电能释放出来,是名副其实的大型“充电宝”。
4月30日,重庆两江新区龙盛储能电站项目(二期)EPC总承包启动招标。建设地点:两江新区鱼嘴组团C2-6/01项目概况与建设规模:本项目属于大容量电能储存技术开发与应用,项目占地约15亩(以规资局批复为准),购置电池舱、PCS舱、预制舱等设备,新建一座50MW/100MWh独立储能电站及配套,储能系统采用磷酸
北极星储能网获悉,4月30日,中储国能山东肥城国际首套300MW先进压缩空气储能电站首次并网发电,并一次性取得成功。该电站采用中国科学院工程热物理研究所自主研发的先进压缩空气储能技术,中储国能(北京)技术有限公司作为投资建设单位,是目前国际上规模最大、效率最高、性能最优、成本最低的新型压
北极星售电网获悉,近日,湖南省发展和改革委员会发布关于落实我省电化学独立储能电站充放电价格政策有关工作的通知,其中提到,独立储能电站的充、放电费用分别按月结算、支付。当月度充放电收益小于或等于0时,放电电费金额一次性支付;当月度充放电收益大于0时,月度结算先支付充电成本部分,次月支
北极星储能网获悉,4月27日,广东华鳌合金材料有限公司10MWh工商侧储能电站项目在广东省鹤山市华鳌厂区举行了开工仪式。、此项目由由华夏新能投资、先控捷联电气股份有限公司承建,预计7月底前完成并网。该项目的工商业储能系统由46台100KW215KWh的储能一体柜以及高压一次、二次系统组合而成。这套系统
4月29日,湖南娄底市发改委国网娄底供电公司发布号召电力用户参与电力调峰辅助服务市场交易的通知,其中明确,建议具备调峰能力的用户积极参与。当前全市新能源装机容量增长迅猛,风电、光伏增长迅速,加上雨季全省水力发电量明显增加,且因气温原因居民生活用电处于较低状态,我省电网在低谷和腰荷时
4月6日,在安徽省芜湖市弋江区峨桥镇国网新源集团响水涧抽水蓄能电站,工作人员正在对地下厂房的发电机组进行巡检维护作业。清明节小长假期间,国网新源集团响水涧抽水蓄能电站,组织设备、运行等部门50余名员工完成年度C级机组设备检修维护工作,确保机组以优质的性能备战华东电网迎峰度夏。该电站安
受近期天气多变影响,按照华北电网要求,岱海发电公司二号机组于3月28日11时25分停备,3月29日16时26分并网,深入参与华北电网调峰,以适应华北电网间歇性、随机性、波动性需求。面对此次启停调峰,岱海发电公司高度重视,各部门通力合作,精准把控机组启停时间节点。在机组启停过程中,严格按照重大操
北极星输配电网获悉,海南海口供电局持续推动智能有序充电站在更多小区推广应用,为新能源电动汽车的发展提供有力支持。该局选取电力容量紧张的海口滨海华庭小区为试点,建成智能有序充电站,全站共15个充电桩,可满足15辆新能源电动汽车充电需求,同时有效保障小区其他生活用电稳定供应。自智能有序充
2月27日,国家发展改革委国家能源局印发关于加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见。其中提出,着力提升支撑性电源调峰能力。深入开展煤电机组灵活性改造,到2027年存量煤电机组实现“应改尽改”。在新能源占比较高、调峰能力不足的地区,在确保安全的前提下探索煤电机组深度调峰,最小发电
春节期间,用电量走低,为提高新能源消纳能力,满足电网调峰需求,实现机组带负荷能力“压得下”“顶得上”,2月11日正月初二,国家电投集团江西电力有限公司景德镇发电厂#2机组积极参与日内启停调峰,象征着农历新年第一场硬仗打响。启停火电机组涉及一系列复杂操作,设备要经历快冷快热,操作量大、
编者按随着中国双碳目标的逐步落实,新能源快速发展,由于新能源具有随机性和波动性,其大规模并网运行对电力系统稳定性造成严重影响,且火电机组承担调频、调峰的工作量日益加剧,仅依靠发电侧灵活性资源难以支撑;同时,随着新型电力系统的建设,储能、虚拟电厂等新型市场主体涌现,其在配合电网削峰
北极星储能网获悉,1月22日,湖南省衡阳市衡南县发展和改革局发布衡南县石矶光伏发电项目投资开发主体遴选公告。本次公开遴选投资开发主体的项目为衡南县石矶9万千瓦光伏发电项目。要求投资开发主体必须同意光伏按照不低于装机容量的5%两小时的比例配建储能电站或租赁储蓄能力,超过电网接纳能力则自
当前我国配电网正面临如何在保证电力安全、可靠供应的前提下实现低碳减排、能源效率提升和电力可持续发展等挑战,这使得配电网中新能源的比例不断提升。然而,新能源的间歇性和波动性不可避免地给电网带来一些经济和安全风险。为解决这些问题,具有快速响应能力的储能技术被认为是一种很有前景的技术,
为贯彻落实省委经济工作会议精神,加快项目建设,扩大有效投资,1月8日,省能源局党组成员、副局长谌毅业带队赴贵阳市、黔南州抽水蓄能项目建设现场开展调研和安全督导工作。谌毅业先后查看了两个抽水蓄能项目建设情况,深入施工现场检查了项目交通洞、导流洞、施工用电迁改和连接道路辅助工程实际建设
北极星输配电网获悉,1月8日,山西省发展和改革委员会发布关于山西绛县抽水蓄能电站项目、山西盂县上社抽水蓄能电站项目。山西盂县上社抽水蓄能电站项目一、项目单位为三峡能源盂县抽水蓄能发电有限公司,建设地点位于山西省阳泉市盂县上社镇境内。二、项目总装机容量140万千瓦。主要建设内容为:安装4
4月29日,湖南娄底市发改委国网娄底供电公司发布号召电力用户参与电力调峰辅助服务市场交易的通知,其中明确,建议具备调峰能力的用户积极参与。当前全市新能源装机容量增长迅猛,风电、光伏增长迅速,加上雨季全省水力发电量明显增加,且因气温原因居民生活用电处于较低状态,我省电网在低谷和腰荷时
北极星储能网获悉,据国家电投浙江公司消息,4月25日14时18分,浙江公司宁波公司金田铜业10MW/20MWh综合智慧能源项目全容量投产。该项目位于浙江省宁波市江北区宁波金田铜业(集团)股份有限公司厂区内,每套储能规模为5MW/10MWh,由2台电池舱、2台变流升压舱、1台一次设备舱组成。该项目采用“削峰填
北极星储能网获悉,江苏省发展改革委4月22日发布《江苏省电力需求响应实施细则(修订征求意见稿)》。文件明确,需求响应实施补贴标准。其中0.5-1小时的,度电补贴最高,为4.8元/kWh。0.5小时以下的实时需求响应,既有度电补贴元2.4/kWh又有容量补贴10元/kW。详情如下:(1)削峰需求响应按竞价形成的
近日,中国能建中电工程安徽院承建的安徽首座V2B充电站EPC示范项目建成投运,标志着电动汽车与建筑楼宇电力互动的新模式在安徽成功落地。V2B(VehicletoBuilding)与普通充电站相比,在提供常规新能源汽车充电服务的基础上,还具备放电功能,可利用新能源汽车的动力电池为建筑供电,这种双向充放电的形
4月8日,陕西宝鸡陈仓区召开大庄里抽水蓄能电站项目推进会。据了解,大庄里抽水蓄能电站是国家抽水蓄能中长期规划“十四五”期间重点实施项目,位于我区香泉镇境内,装机容量为210万千瓦,静态投资约123亿元,建成后主要承担我省新能源电力电网负荷中心的削峰填谷、储能、调频、调相、紧急事故备用等任
近日,市城市管理委组织专题研究车网互动示范应用工作,听取了在京主要充电设施运营企业、车企有关车网互动工作介绍和意见建议,委二级巡视员路根喜参加会议。与会人员围绕价格机制、商业模式、调控策略和车网互动标准等内容进行了讨论交流。会议强调,一是坚持政府引导、市场参与、多方协同,结合首都
北极星储能网获悉,近期,湖南、安徽六安分别就“低温雨雪冰冻”和春节两会期间能源安全召开会议提出要求。湖南要求:全力强化电力供应保障,新能源和储能要能用尽用,确保发电企业稳发稳送,同时要做好需求侧响应管理。六安要求:科学开展电网调峰调频,备好需求响应快上快下资源,认真做好需求侧负荷
1月24日至26日,水电水利规划设计总院在合肥主持召开了安徽宁国龙潭抽水蓄能电站可行性研究报告审查会议,会议通过了安徽宁国龙潭抽水蓄能电站可行性研究报告。江苏省国信集团有限公司、江苏省国信集团(宁国)抽水蓄能发电有限公司、中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司以及省、市相关单位人员参
北极星储能网获悉,1月22日,安徽宣城市市场监督管理局发布宣城市节约用电倡议书。文件提出,鼓励居民自愿选择居民峰谷分时电价,每日22点至次日早8点,居民用电价格在平段电价基础上每度电降低0.25元,其余时段在平段电价基础上每度电上涨0.03元。参照执行公共建筑空调温度控制标准,制热温度设置不高
北极星储能网获悉,近日,江西赣县抽水蓄能电站项目获省发展改革委核准立项。据了解,赣县抽水蓄能电站是国家《抽水蓄能中长期发展规划(2021-2035年)》“十四五”重点实施项目,装机容量为120万千瓦,主要承担电网系统调峰、填谷、储能、调频、调相和紧急事故备用等任务。赣县项目位于赣县区大埠乡境
1月10日,在唐山曹妃甸京唐港热联坤仁重卡充电站,国网冀北清洁能源汽车公司工作人员正参与华北辅助服务市场的能力评估,在完成计划申报后,次日该充电站将按计划响应负荷迁移,在不影响电动重卡车队运营的基础上,将充电负荷转移至低谷时段,助力电网削峰填谷,同时享受错峰电价带来的优惠。调峰辅助
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!