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睿能世纪:火电储能联合调频是储能的机会 也是电厂的方向

北极星储能网  来源:北极星储能网  作者:carrie  2018/4/23 10:29:11  我要投稿  

北极星储能网讯: 电力辅助服务是储能最重要的一种应用,受限于国内政策因素,一直未被重视。电力辅助服务是为维护电力系统安全稳定运行,保证电能质量而提供的服务。包括一次调频、自动发电控制、调峰、无功调节、备用、黑启动等。

2017年储能系统联合火电机组参与调频服务的模式得到快速推广应用,在华北区域,储能电力调频开始了商业化运营。根据CNESA研究部预测,储能应用于调频辅助服务领域的比例在2020年有望达到18%,2倍于现有的市场份额。

“调频是比较特殊的领域,在储能属于高端应用,是最高级的一种辅助服务形态。近年来,储能参与调频逐渐被大家关注并认可,但由于目前国内电力市场体制不健全,所以储能调频面临的挑战也很明确。”中关村储能产业技术联盟常务副理事长俞振华接受专访时说。

被低估的储能调频

调频主要是为了调节短时间内的能量不平衡,从而保证电网稳定,在我国主要依靠传统机组,尤其是火电和水电进行调频,在没有水电的地区,则主要依靠火电。但是相对水电和燃气机组来讲,火电调频能力是最差的。一方面火电机组频繁变换功率运行,会加重机组设备疲劳和磨损;另一方面环保压力限制了机组调节能力,机组频繁变功率运行很难控制排放物排放量,发电企业如果排放不达标,可能面临每年千万甚至上亿元的罚款。

从全球来看,储能做电力辅助服务是性价比最高的一种应用领域,可以弥补火电、燃气机组调频成本很高的现实。储能的最大优势是响应快,响应精确。电力系统调频的需求,就是调度在下发指令给调频机组的时候,它希望调频机组能很快的响应到位,储能特性能够很好的满足调频的需求。

据俞振华介绍,储能调频的优势在于能提升机组的KP值,传统机组调频获得的收益是KP值乘以价格,有储能的机组KP值会高,相应获得的收益也会高。同时俞振华也强调KP值计算规则的改变会对储能调频收益有较大影响。

不断开放的电力市场

在新一轮电改中,将辅助服务市场建设提到了重要位置,去年东北、山东、福建、甘肃、山西、新疆、河南和南方区域相继出台了一系列支持储能参与调峰调频的政策文件,这使得储能在辅助服务领域的应用持续升温。

但是储能仍缺少具体的价格机制和调度机制,目前全国采用的依然是各区域的《发电厂并网运行管理细则》和《并网发电厂辅助服务管理细则》。据俞振华介绍,国内现货市场还未建立起来,目前储能参与调频是按照上述两个细则进行的,两个细则给了储能参与电力辅助服务市场的机会,但同时细则中的需求时人为制定出来的,自然会受到各方的限制,不是完全市场化的需求。

在没有现货市场情况下,辅助服务机制不健全,难以量化机会成本。俞振华强调:“电量现货市场可以为煤电机组、燃气机组、水电机组、储能电站在系统内竞价交易,最后按着哪种辅助服务报价最低、效果最优,确定谁提供电量。当规模化的储能电站能够参与现货市场,对电价波动的抑制以及电网运行安全性都有一定的益处。只要市场化定价、市场化提供服务,储能就会有更多的发展空间。”

火电储能联合调频”价值凸显

储能参与调频近年来虽然不断被业内所认可,但是储能调频仍处于混沌期,挑战大于机会。“比如最现实的问题是电费结算问题,储能参与调频后的钱该由谁出?这个在国内还没有统一的规定。国外主要是由用户买单,国内比较复杂,提供调频服务的是电厂,为储能调频买单的也是电厂。”北京睿能世纪科技有限公司(简称“睿能世纪”)CEO牟镠峰坦言。

独立储能电站调频在技术上可行,但目前还需要解决并网、结算等多方面问题,与火电联合调频是把储能作为火电厂一部分,不用修改电网调度规则,不用单独为其制定一套办法和准则。

火电储能联合调频技术,采用储能系统和火电机组联合运行,构成新的电力调频电源,既解决了传统火电机组调节速率慢、折返延迟和误差大的缺点,又弥补了储能系统由于能量有限增加电网调频难度的劣势。

对于电力企业而言,此技术可使发电机组在保持平稳运行的同时大幅提高调频性能,有效降低机组磨损,增加机组安全性,同时为机组带来经济效益,帮助电力企业可持续发展。

睿能世纪便是“火电储能联合调频”技术的开创者。睿能世纪成立于2011年,并于2013年成功实施全球首个火电储能联合调频项目—京能集团北京石景山热电厂2MW储能联合调频项目。该项目运行效果获得国家能源局、北京市科委、华北电网和京能集团的一致好评,并于2015年获得北京市科学技术奖。

火电储能联合调频

北京石景山热电厂储能联合调频项目

在项目开发中,睿能世纪采用“BOO模式建设-运营-持有”方式合作,无需电厂投资。石景山热电厂项目以合同能源管理方式实施,储能系统由睿能和北京源深节能技术有限责任公司共同投资,睿能负责研发、建设和维护,石热电厂主要负责安全运行。产生的增量收入由三方按比例分成。

牟镠峰提到,睿能世纪从2011年就开始对火电储能联合调频进行了深入研究,可以说睿能世纪的成立就是为了做好这件事!在一个又一个的项目中,睿能世纪遇到了各种问题但同时也积累了丰富的经验,比如电池短时间内不会出现问题,但是长时间运行容易出现哪些问题,如何选择合作伙伴等等,这些都是经过时间和经验积累出来的。

截止2018年4月,睿能世纪拥有20MW火电储能联合调频项目、42MW项目合同,预计今年项目总装机容量将达到100MW。作为全球火电储能联合调频技术的开创者,睿能世纪多年来一直致力于本领域的技术研发和应用创新。截止今年4月,已陆续在调频领域获得约30余项发明专利。

火电储能联合调频

山西阳光电厂储能联合调频项目

火电储能联合调频

山西京玉电厂储能联合调频项目

全球合作伙伴计划

对于储能来讲,发电侧调频服务属于高端应用。从已经投运的储能项目看,调频服务对于电池性能、寿命提出了一个很高的要求。据介绍,和火电机组配合的储能调频对系统安全性和可靠性的要求更高,对于企业来讲,谁能在高安全和低成本中取得平衡优势,谁就拥有了竞争力。

面对快速变化的中国储能市场,睿能世纪发起“全球合作伙伴计划”,首先携手ABB、NEC  ES、普星聚能联合打造更“高安全性、高可靠性、高品质”的火电储能联合调频解决方案。该解决方案汇聚了全球顶尖储能产品设备,能量模块采用NEC  ES公司GBS®储能电池集装箱系统;功率模块采用ABB公司ABB  EssProTM变流器集装箱系统,控制系统由睿能世纪自主研发。旨在为客户创造更多价值,实现能源互联网美好愿景。

“全球合作伙伴计划”签约仪式

当然,储能企业除了关注自身技术进步外,也要关注外部市场环境。在调频领域,传统发电机组既是储能企业的合作伙伴,也可能是竞争对手。如果储能企业不能参与到电力市场,不能参与到遏制无效的电力投资中来,那么储能的机会会越来越少,甚至被边缘化。

“储能进入电网,是为了让电网更高效运行。所以储能只有多参与才能让行业认识到储能的价值。现在和七年前最大的区别就在于,已经有越来越多人接受并且认可了储能调频的价值。”牟镠峰说。

尽管储能调频价值显现,但是电力市场仍需要突破原有辅助服务补偿和分摊都在发电企业内部流通的局限性,构建公平的交易平台,这样储能才能公平地和其他主体进行竞争。储能调频性能是远超火电机组的。10MW的储能系统可以在1秒内精确调节最多达20MW的调频任务,而传统火电机组则需几分钟。二者相比,精度和响应时间相差50~100倍。据测算,储能调频效果是水电机组的1.7倍,燃气机组的2.5倍,燃煤机组的20倍以上。

从静态来讲,虽然调频市场是可预见的,唯快不破,但是从动态来看,随着新能源接入的增多,风电光伏的波动性和随机性使得电网短时间内的能量不平衡加剧,调节量会越来越高,会需要更多更优质的调频资源,储能调频未来可期。

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