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“为什么提出直流光伏储能呢?并不是说交流就不好。光伏电站里面,交流侧比较简单,存在的问题是成本高,效率低,需要额外的并网手续。直流的好处是成本低,效率高,无需并网手续。充分利用原光伏逆变器系统的逆变设备,升压设备及电缆,设备利用率高,设备投资和占地较少。光伏组件与电池之间的功率变化环节少,储能效率高。”
——摘自2018中国储能西部论坛刘明义发言
2018年8月2日中国储能西部论坛在青海海东举办。本次会议由青海省政府指导,海东市政府、黄河水电、中关村管委会主办,海东科技园、中关村储能产业技术联盟、中国能源研究会储能专委会、北京能高承办。主旨报告环节华能清洁能源技术研究院储能研究所所长刘明义作了“直流侧储能技术调频应用开发与光储应用示范”主题报告,以下为报告全文。
刘明义:各位领导,各位来宾,大家上午好,我们华能在储能领域,一直在做清洁能源的研究,直流侧能技术光伏应用是我们做的一个研究,我们做这一块已经8年了,我们也锁定了一些技术,我们今天的报告是光储应用示范及调频应用开发,我们会把成果进行一个分享,和大家一起来看一下。
主要是三个部分,首先是一个技术背景介绍。第二个是光储应用工作介绍。第三个是调频应用工作介绍。储能在这个行业里面各种问题,但是我们华能作为发电企业的话,重点是在发电侧的应用。
首先从第一个来看,储能应用来看,我们最开始实施的光伏发电,我们这一块主要是针对弃电,从风光、水、火,但是从电价形式来说,光伏电价比较贵,所以光伏储能进行了示范应用,目前也在商业化的一些应用。在光伏层面,这是很早的技术研究,也进行了详细的比对。我们也把交流侧和直流侧的光伏进行了比对,这一块方案有两种,直流侧这一块,传统直流光伏储能技术等。
我们为什么提出直流呢?并不是说交流就不好。这也是针对我们实际的情况来说,最后就是光伏电站,因为现在最大的是格尔木的电站,这一块也是把数据进行详细的比对,实际上这种电站在经济性方面基本上没有的,基本上是亏钱的,也是经过调研之后,如果我们再建这种的话,并不能解决实际的情况,所以提出了直流侧为主。
光伏电站里面,交流则比较简单,存在的问题是成本高,效率低,需要额外的并网手续。直流的好处是成本低,效率高,无需并网手续。充分利用原光伏逆变器系统的逆变设备,升压设备及电缆,设备利用率高,设备投资和占地较少。光伏组件与电池之间的功率变化环节少,储能效率高。
传统直流侧和分布式直流侧光伏储能技术方案比较,传统直流侧光伏储能技术方案存在的问题:需与光伏逆变器耦合,只能与专门厂家的逆变器配套。
我们所作的工作,主要有研发工作。这一块的直流的话,我们应该研发的,这一块的储能是3到5年的运营,首先除了方案设计以外,针对此次问题开发了路径,也进行了相关的研究,研究完之后进行实证研究,我们也帮助电站做了25千瓦,5千瓦的小体量,证明都可以达到我们的技术直白,我们也在格尔木建立1.5千瓦和3.5MWH的示范项目,还有共和25KW/50KW试验项目。
这是我们提出的分子式直流侧接入技术方案,这一块PV的光伏正常接入,只是这一块出来之后,通过DCDC控制器,刚才的优势已经说了,双扰动。光有这个理论也没有用,你还面临一些问题,比如说不受逆变器限制,无需与逆变器交互和通讯,标准化硬件设备,即插即用模式。
这种的好处是基于通讯控制的HNC系列光伏储能控制器,可扩展多种的通讯接口,内嵌入微网控制策略,接口标准化,应用便携化,可成为储能电池的标准接口,消除储能电池在大规模微网应用的障碍。这一块主要的作用在哪里呢?在建一个真正商业的电站,这一块的能量是经济性最好的。
与之配套的其实还有什么控制性呢?还有DC—DC控制器。这是做了一个模拟研究,这个是表达我们解决了当前技术对MPPT影响的难题。储备系统的为恒功率源光伏陈列最大的功率跟踪。
还有就是格尔木1.5MW和3.5MWH示范项目,商业化示范。自主设计、开发、建设国内规模最大,储能效率最高的3.5MWH直流侧电站。
一个意料之外的收获,就是我储能系统的进入以后,这一块推荐接赛的调度系统,我们红色是储能系统,我们储备系统跟踪电力调度效果是非常好。有储能系统,占电力调度总范围的3.23%。
我们的储能系统储能效率测量,充电578.88KH,这是在运行的时候,突发调度、成功捕捉、精确跟踪。突然限发,成功捕捉。
以上是光储应用工作介绍,项目经济性分析,这个发电量是实际的,发电量是2800到3000这一块,这一块考虑电量的分成,94.5万度年总发电量,内部收益率7.65%,投资回收期8.96年。这一块现在也在降,我们达到了8的基本收益。
刚才说的光伏,下面我们介绍一下调频这一块。背景就不说了,这一块火电厂的AGC调频,这一块最理想的是火电技术20倍以上的效果。
我们在辛店电厂的经济收益,这一块有3MWH/1.5MWH电池系统配置方案计算,按照方案实施完成调度精度(K2)达到1.9计算。这个电厂,实际上不需要配辅助调整方案就已经可以了,这一块进入前十左右,但是我们怎么样优化?比如说K1、K2、K3,这一块比较差的是K2,这一块调整用户,所以我们所谓的精准调频是针对某一个具体参数,比如说现在的火电技术,这一块是33万火电技术,这一块配的话,我们算这一块的电池效率,我们是3MWH和1.5MWH的电池的功率,这一块收益的情况,可能5#是补偿费用的话,大概是460万。
其次一个就是有些技术,不好的技术,配置性很低,我们还有一个方案,就是软硬并行了,我们有一个基组的优化,主要调节机组的,这样的话,我们可以提高一部分,再有一部分是通过电池组,这样的话,我们可以提高同等的,我们可以降低电池的配置量,就是投资成本可以降低,所以效率会更优一点。这是现有的调频。主要的话就是这些,因为需要的一个结语算是小展望,我觉得算是困惑。电网这一块和发电,像光伏这一块,相对来说,如果做大了和电网也有关系,比如说华能里面的领导一直困惑,因为我们是发电企业,你做的一些技术,慢慢就会到电网,如何界定网和厂呢?在开始的时候还是在尝试,如果在大的网上考虑这个事情,包括参照调频这一块,比如说调频这一块就是这样的,但是将来政策保护方面,大家电网可以调得更好,可以降低补偿,可能这一块后期都收不回来,这就导致发电受重视的导向。我们如何保持电网之间的,我做的事情到底是电网应该做的,还是发电技术应该做的,接下来我们会在独立电站这一块,做独立的电站。好的,这算是一个小的结语,谢谢大家!
(根据中国储能西部论坛现场速记整理,未经嘉宾审阅)
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