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科华恒盛高志远:新形势下储能参与高比例可再生能源系统的应用探讨

北极星储能网  来源:北极星储能网    2020/9/28 17:26:35  我要投稿  

北极星储能网讯:储能已成为解决能源互联和电量时移的重要工具。,可再生能源,尤其是光伏、风电的装机比例持续增长,对电网的稳定性提出了新的挑战。新能源+储能已经从示范应用、考核驱动到主动建设、并网驱动。从系统工程的角度,规模化储能的如何实现储能与新能源发电系统的深入融合,需要从系统设计、设备选型、应用模式和收益模式等综合考虑。从早期的示范项目、到工程化应用到考核驱动、并网驱动,在建设前期需综合考虑政策风险、工程质量、使用价值和收益保障,需要储能行业人共同挖掘商业模式,促进行业技术进步、储能价值最大发挥来推动规模化储能的健康持续大发展。

——科华恒盛高志远

9月28日,中关村储能产业技术联盟在青海西宁举办“2020中国储能西部论坛”,会议聚焦“高比例可再生能源渗透率下电力辅助服务市场发展路径探讨”,围绕国内重点区域特别是青海支撑可再生能源消纳的辅助服务现有机制,研讨支撑高比例可再生能源及低碳能源转型的辅助服务机制的发展路径。科华恒盛股份有限公司新能源事业部售前总监高志远在会上分享了“新形势下储能参与高比例可再生能源系统的应用探讨”主题报告。

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科华恒盛新能源事业部售前总监高志远

高志远:各位领导,各位专家,行业同仁们大家上午好!

感谢中关村储能联盟搭建平台,让大家相聚美丽西宁,共同交流储能行业的应用与发展。前边的各位领导都从多维度介绍了储能的政策驱动、技术现状和未来的发展观点。储能是今年能源领域非常热的话题。科华恒盛是一家从事储能变流器生产制以及到储能系统集成商。下边我给大家汇报一下储能在高比例可再生能源领域的应用的一些思考经验分享。

可再生能源装机不断增加,对电网稳定性带来新的挑战。新能源装机比例的持续增加,给电网的稳定性带来了新的问题。在西部能源大省,青海成为全国首个新能源装机超过50%的省份。高新能源比例成为新一代电力系统结构重要特征,但是仍有一定比例的弃风和弃光电量。

如何解决新能源高渗透率导致的面临消纳、灵活性相对较差的问题。储能的消纳能力对于可再生能源的稳定并网带来必需性,实现电网从实施耦合到跨时段耦合。从两个维度去看可再生能源加储能,看谁受益,谁投资。从发电企业来看,在平价上网的新形势下,有增加储能投资的压力,但是通过储能可以实现并网接入、发电考核、一次调频、平滑出力等功能。从电网角度看,可以通过储能调度实现发电和用电的平衡,保证大电网的稳定性。很明显的趋势,今年的在储能规模化应用从电网侧转向可再生能源并网,大规模储能项目陆续投运,成本降低、技术成熟,安全保障—以锂电池系统为代表的电化学储能项目投运经验也为发电侧储能大规模应用带来契机。目前,全国已有累计十几个省份发布政策,要求可再生能源+储能,从5-20%的装机功率,1-2h的装机容量。

能源转型,尤其是风电、光伏成为可再生能源的主要增量,如何实现储能和风、光新能源的设计融合,我们来看一下。

从大的电网结构来看,储能是未来电网系统组成的必要成分,是解决能源互联的关键组成,可实现能量的时移应用。从源-网-荷来看储能的各个环节的应用,发电侧

储能是集成系统,根据多年的项目经验积累,是越做越有敬畏心,由于储能是定制化方案型的,不同的场景有不同的应用,有不同的应用模式和收益,可以解决不同的电网或者应用问题结合行业需求和项目案例来看,“储能+”的定制方案可以用到发电配电供电网络里中的多个场景多种应用,从发电侧、输电侧和负荷侧和大型的多能互补和微电网应用,包括一些燃机、柴发的的并联问题问题,数据中心储能、UPS型储能、移动电源车,小到1个5G的铁塔基站,还有一些海岛级的微电网等等都是储能的多种应用形式。

那规模化的储能和风电、光电如何融合建设、联合运行?从目前常用的行业设计和功能实现角度看,风电和光伏各有三种不同技术路线,主要有集中式和分散式两周不同的接入方式,光伏有直流侧分散接入,风电有一桩一储和海上风电储能等应用模式。目前共享储能和大共享储能大部分采用的是集中式的接入方式,集中式接入和分散式接入,各有利弊。,根据项目选择最合适的方案。

另外,在西北和无电、弱电地区,也有一些风电、光伏和储能多能互补和微电网,在西藏也有多能互补和微网项目。微网运行采用光储联合运行的方案比较多。近些年科华先后做了国内外一些从几十kW级别到MW级的项目,尤其现在是储能电池成本降低非常快,光伏度电成本也在趋低的情况下,光储系统的度电成本初步算,和原来用柴发供电的1块5以上的度电成本相比,400V低压并网的光储系统可以做到0.50元以内的度电成本,优势非常明显,所以这是一个无电、弱电地区低能源供电成本供电比较好的选择。

虽然今年以来,储能行业的投资成本不断下降,但是在新能源发电上储能,如何把储能用好,更好的收益是投资企业的核心关注点。从目前来看,主要的应用模式和收益模式有3点:。

第一,储能来解决弃电问题,也可以理解为移峰填谷。在平价逼近,竞价项目低竞价补贴的背景下,纯粹用储能解决弃电,再考虑充放电损耗,投资企业的投资回收压力比较大,单靠这个收益还很难算帐。

第二,降低“两个细则”的考核,通过储能来平滑功率、抑制波动率,提高预测准确度。8月底联盟在北京开会时一位专家讲到,目前两个细则对新能源场站的考核,各省的场站考核成本在0.01元左右,效益也不是特别明显。

第三,储能参与辅助服务,辅助服务六大需求,调峰是目前各个省出提的最多的,也是目前收益比较好的。根据最新的统计,现在全国应该有有16个省和地区已经出具响应的储能参与调峰调频等辅助服务的一些政策文件。但是对于储能参与服务的身份的需要进一步明确,同时,对于调峰调频的调用保障也是直接影响储能电站的收益。

谈到储能收益,移峰填谷主要考虑到上网电价和储能度电成本的计算对比。两个细则要遵从各区域的政策,在西北能监局查阅数据,如右图所示,4月份大部分光伏电站处于被考核的负状态。

那谈到目前行业都在谈的储能如何参与辅助服务,也是今年会议的主题,为什么说储能可以作为独立电站很好的参与辅助服务呢?根据规模化电化学的特点,总结了两个特点。

第一,规模化电化学储能非常快,安装施工非常灵活。新能源装机比例增加倒闭通过加装储能来解决消纳问题,倒逼辅助服务市场的完善和提升,同时,储能的建设和辅助服务市场又促进系能源的建设,促进了储能企业的积极性。

第二,另外,相对于相对于煤电、火电、燃气调频调峰的多过程,速度慢的问题,电储能就是电池到储能变流器、到升压系统,这个过程非常短,基本在百毫秒级,快速响应性很好的为辅助服务的调峰调频要求提供了技术支持,储能的特点亟待在辅助服务里找到合理商业模式。

在规模化储能应用的模式探索上,青海做得比较靠前和先进,19年已经出具了辅助服务市场实施政策,并做了想践。共享储能是近两年两年比较热,目前在青海也有几个项目相继落地实施,为行业发展提供了很好的思路和实践。共享储能的特点是把原来的自建变成共享,把单一的新能源厂站建设变成可以解决区域弃电厂站,同时不但提高了电站的自身发电量,也真正把共享做实,实现了共享收益,包括辅助服务的未来收益。

总结一下前边降到的储能规模化建设和未来的发展,有以下三点

第一,新能源侧的储能投资仍然存在一定风险和不确定性,如未来如果弃风弃光没有了,这个站上的储能系统收益模型变换,是不是可以增加其他的用途?。

创新的其他模式,如V2G、租赁储能等形式是否值得推广价值。。

第二:储能行业降成本是重要的需求,但不能成为唯一的衡量。储能是一个系统工程,还是要从最优设计,包括电池选型、接入方案、循环寿命、充放电策略等、同时靠考虑可靠的工程应用的角度来做,而不是一味的压低投资成本。

第三,新能源储能要想收益,还需要不断的拓展盈利模式,真正实现共享。

前面讲了储能如何与新能源融合,那么,在在大型工程中,尤其几十MW、百MW的设备选型和方案设计提出新的要求。

PCS是储能系统的核心产品,PCS的特点是快,弱点是电力电子产品的抗振荡等稳定性问题。对于大规模储能,PCS需要应用到VSG技术、多机并联技术,还具备可参与到辅助服务的黑启动和并离网切换等其他新的功能要求。另外,随着大规模的应用,PCS电池多组并联产生的木桶效应不一致的问题,大功率的1500V PCS可以通过储能变流器前面加DC-DC变流器的方式很好的解决多电池组并联的问题,我们也做了一些项目案例。另外就是储能系统的响应和调度对整个二次系统的提出高的要求,储能建设的特点刚才提到了是要快、准,对二次通信网络要求的通讯协议的快速性,包括通讯网络的快速性、准性都提出了新要求。如何实现储能和新能源系统的联动运行,深度融合,这里有很多控制策略,包括系统联络的设计优化。另外,集成化的储能系统设计,需要从结构上、安全上、散热到电池系统设计,从BMS到EMS深度设计都应该是一个系统工程。

在储能领域,科华恒盛从2010年左右就在西北做一些无电地区的离网储能,近十年的积累了多场景的储能应用经验和30余年的电池应用经验,参与了不同应用形式的储能项目,先后参与了在国内有示范意义的一系列储能工程项目。在独立储能应用中,参与上海电气格尔木的储能电站,还有甘肃瓜州储能项目以及福建晋江的储能等项目。在新能源发电侧储能,参与了几个山东的光储和安徽的风储项目。,同时,在2年前,作为设备集成商参与了山西和陕西的光伏技术领跑基地储能示范项目应。在火电调频领域,参与了华润湖南鲤鱼江项目,该项目接入南网参与辅助服务还有上海申能的外三电厂调频项目。在电网侧的储能,先后参与了湖南国网、河南国网、江苏国网、浙江电网、天津国网、西藏电网等项目,还有南网地区的梯次电池利用,直流微网系统等。

在用户侧,参与了目前国内最大的10MW/54MWH用户侧储能的项目,做削峰填谷应用。另外还有燃气机组调频的项目,移动电源车以及国内外的一些微电网和储能项目。

好,下边请允许我为大家介绍一下科华恒盛。

科华恒盛股份有限公司成立于1988年,32年专注于电力电子技术,致力于智慧电能综合管理。公司2010年在深圳A股上市,具备核级产品的,的生产制造能力集团公司三大块业务布局覆盖云基础服务、高端电源和新能源。

科华恒盛基于电力电子变换和控制技术,在新能源有十几年的行业应用经验,先后参与了一系列的光伏、储能和智慧能源项目。为了更好的满足新能源客户的快速响应需求,集团在大陆地区每个省都有营销和服务网点布局。

好,今天的汇报就到这里,最后,用一位储能行业朋友的话:储能的方向是对的,储能的政策和模式在路上。希望与各位同仁一起推动储能行业的大发展,谢谢大家。

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