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中能建江苏院秦华:镇江东部电网侧储能电站调频调峰应用实践

北极星储能网  来源:北极星储能网    2019/5/19 16:32:37  我要投稿  

北极星储能网讯:镇江东部电网侧储能电站项目背景,镇江有一个比较老一点的电场,谏壁电场, 2018年夏季用电高峰存在着缺口,镇江东部的电网主要是大纲、镇江的扬中这些地区供电非常紧迫,为了缓解镇江地区2018年迎峰度假的压力,在这个背景下建设一些储能电站

——中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司主任工程师秦华

聚焦“技术应用双创新,规模储能新起点”,通过组织主题演讲、展览展示、创新大赛、专题研讨、项目考察、新品发布、技术交流等多种活动,多维度精准对接全球储能市场与应用,助力中国储能企业与国际接轨,为储能企业搭建与政策制定者、规划者、电网管理者、电力公司、能源服务商的交流互动平台。2019年5月18-20日,中关村储能产业技术联盟、中国科学院工程热物理研究所举办“ESIE2019储能国际峰会暨展览会”,北极星储能网、电力头条APP全程直播。在主题论坛4:“储能参与与辅助服务市场(现货市场)价值实现”论坛上,中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司主任工程师秦华分享了“储能电站调频调峰应用与实践”。

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以下为发言实录:

中国能源建设集团江苏省电力设计院有限公司主任工程师秦华:各位同仁下午好,我来自中国能建江苏电力设计院有限公司,主要介绍我们做过的一个工程,分享设计方面的经验。

江苏院现在是隶属于中国能源建设集团,储能业务也是江苏院在转型过程中研判标准和发力的又一热点。包括我们院总包的一些像中电科技的一些储能项目,也于前几年正式投运。

介绍的内容分为几部分:

第一,储能在电力系统中的定位。

第二,镇江东部电网储能电站技术方案。

第三,工程的数据情况。

第四,相关建议。

一、储能在电力系统中的定位。

大家都知道,储能现在在发电侧、输配电站和用户侧应用非常广泛,发电侧主要是解决可再生能源接入电网以后对稳定性造成的影响,输电和配电侧主要由于传统的扩容方式受限于一些资源的限制,资源的限制与负荷的不断增长之间有些矛盾,所以引入储能能有效的缓解这些矛盾。用户侧储能的引入可以提高用户侧分布式储能的接纳能力,保证供电可靠性。

二、示范工程的技术方案。

项目背景,镇江有一个比较老一点的电场,谏壁电场, 2018年夏季用电高峰存在着缺口,镇江东部的电网主要是大纲、镇江的扬中这些地区供电非常紧迫,为了缓解镇江地区2018年迎峰度假的压力,在这个背景下建设一些储能电站。

这张图介绍一下运营策略,这个片区里面在2018年最高日负荷超过电网的供电能力,第一9点40到11点30,持续时间2小时,最大电力缺口22万千瓦,电量19.8万千瓦时。第二个时段下午1点半到三个半,持续时间2小时,最大电力缺口10.8万千瓦,电量缺口3.6万千瓦时,第三个阶段晚上8点半到10点半,持续时间2小时,电量缺口14.8万,运营策略主要包括这三个方面,第一个3点到6点,持续时间4小时,第二个时段12:-13:00持续时间1小时,第三个时段,18:00-19:00,持续时间一小时,满足晚高峰时期的需求。

建设规模,8个站,右边这张图显示8个站的地址,33亩的变电站,4个110的变电站和210的,右边是工程名称和建设规模,总共加起来101兆瓦,202兆瓦是8个站,主要参与电网的调峰调频调压,全部接入到统一部署建设的网源荷储储能。主要有储能电池、电池的管理系统(BMS)、储能变流器、监控系统、升压变压器、SVG,基本功能大家比较了解,就不介绍了。

设备情况:电池采用磷酸铁锂电池组,生产厂商主要是宁德时代、中天科技、合肥国轩、力信能源,安全可靠性高、能力密度高、充放电速率快、使用寿命长,多个电池串并联形成一个电池模块,多个模块串联形成电池簇,多个簇并联形成电池堆,2个电池堆安装一个舱。

工程的特点:一二次设备高度集成,采用标准预制舱体布置形式,实现设计方案模块化,设备基础通用化、施工建设标准化、缩短了建设周期、节约建设成本,跟现在变电站的建设模式是一样的,采用预制舱体的布置形式。

智能总控舱、电池舱、PCS升压舱、汇流舱、SVG舱、仓体数量多,电池仓与PCS升压舱一一对应,前者有空调,后者有通风,下面是舱体在现场的布置。

电气设计,优化主接线,将进线柜与PCS舱一一对应的型式优化为一拖四,一拖三,多台PCS升压变预制舱,右边是接线图。

SVG:与储能系统配合,提高储能站无功调节能力,以IGBT为核心,快速连续提供融性或感性无功。优点:平衡三相电压、降低损耗,右边是接线原理图。

监控系统:监控系统是核心部件,实现对储能站中储能系统升压变压器、SVG等进行信息采集、处理、实施监控、有自动控制、无功电压控制、与调度通信和运行管理,包括支持远方和就地模式。右边是二次的原理图。

分层架构:监控系统主要采用分层的架构,有站控层(监控主机、数据服务器、通风网关机),间隔层(就地监控装置、测控装置等等)

源网荷总体策略:按层级切负荷,每个子站分为6个层级,结合不同故障,故障模式有一定的对应关系,有一定的策略在里面。比如说像省外直流故障、晋苏直流故障东营不同优先级切负荷。

储能策略:执行:储能系统直接按最大能力满放。这是上端的策略和中端执行的策略。

前面同事也讲了AGC、AVC的控制模式。AGC控制模式:调度AGC模块根据ACE五模块计算储能站充放电功能(详见PPT)。

三、工程的参数。

这是一个工程的地址,每套2MWh的储能,日常是8个电池簇构成,每个电池簇由40个电池插箱和1个高压箱组成,每个电池插箱由两个6并3串的标准模块构成,两个电池簇为6并240串,储能预制舱每4个电池簇并联接入一台500kwPCS。

主机线两个方案:第一单元接先,还有集电环节接线,进行了优化。

这是电气专业的平面布置,入口主要是在站区西侧围墙,围墙采用实体砖,四周增设隔音设施,总平面布置方案中,所有集装箱呈整列式整齐排列在道路周边,整体布置紧凑合理,功能分区清晰明确,站区内道路设置合理流畅。

四、建议。

针对电网侧储能电站工程特点按照标准化设计、工厂化加工、装配式建设的标准配送式建设模块,形成标准化、模块化、智能化的电网侧储能电站设计方案。

建议:建立火灾综合预警系统,把储能电站里面的烟感、温感、红外摄象头、电池内部温度控制单元整合一下,在线监测和其他设备的关键指标。

优化站用电设计,站用电负荷过大增加投资,降低电站供电负荷,影响设备运行工况。储能电站站用电负荷主要为空调,空调布置和风道设计不合理可能导致电池仓的运行工况恶化并降低PCS的出力,建议优化站用电的设计。

还有一些难点和工作重点:

1、电网侧储能规划技术工作。

2、锂电池消防方案。

3、电化学储能电站布置方案。

4、大容量储能电芯研制。

5、电池插箱设计。

6、电池舱体设计。

7、BMS、PCS、监控系统通用规约标准化。

8、监控系统功能升级。

(以上内容为北极星储能网根据速记内容整理,未经嘉宾审核)

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