规模化储能电站集成设备三题待解

近日，“第五届全国电网侧暨用户侧储能技术应用高层研讨会”在江苏召开，与会人士认为，在实现碳达峰、碳中和目标及构建以新能源为主体的新型电力系统步伐不断加快的背景下，发展以光伏、风电为代表的清洁能源成为社会共识，伴随着近期光伏整县推进新政，作为解决风、光等新能源消纳、调峰问题的规模化储能电站产业迎来重大发展契机。

但是，现阶段储能行业想要做规模化储能电站，仍有关键问题亟需破解。

目标是什么？

今年以来，全国已有超过10个省份公开发布文件，要求新建新能源电站配置相应比例的储能，常见配储规模在10%—20%之间。例如，山东省要求新建光伏项目的储能配置按项目装机规模20%考虑；山西省建议新增光伏发电项目配备15%—20%的储能等。但是，由于新能源电站配套储能运营机制不完善，目前全国新能源电站储能设备利用率普遍较低，难以回收投资成本，新能源电站强制配套储能电站政策仍然存在争议。

中国能源研究会理事长史玉波指出，储能作为战略性新兴产业目前仍处于产业化发展初期，储能技术性能提升、成本下降、安全性、标准规范等各方面仍存在不小的挑战。要在行业内积极开展储能电站设计、建设、运行、维护方面的培训与研讨，加强风险管控，提高整体水平。

对此，上海电气国轩新能源科技有限公司副总工程师李霄表示，行业首先应该明确的是，储能电站集成设备的目标是什么。他表示，基于国内与国外现有的储能电站运行评价指标，整体储能电站的目标是要全方位、深层次、精细化地提升储能电站综合的性能指标。“首先是安全和可靠性要求，主要体现在储能电站的安全运行小时数，以及设备可用率的指标上，其次是有效放电量，在并网点有效放电量和并网点有效电量的年衰减率。”李霄指出，“再次是现有储能电站用电能耗待机能耗比率，单次充放电能量效率，年平均运行能量效率；以及最后整体电站的运维费率。这些都需要有明确标准要求。”

设计时需要重点关注什么？

李霄告诉记者，针对设计储能电站集成设备需要将上述提到的每个内容进行重点关注。安全可靠性方面，需要重点关注整个储能电站集成设备的安全性设计，包含电气的安全设计、安全标准的设立等，这恰好是当前储能行业内部比较容易缺失的环节。还要关注电站集成设备的短路保护设计、整体热管理以及消防安全和设备联动安全的设计。

“在整个设备的可靠性设计方面，需要重点考虑核心部件的冗余设计，包括控制保护策略的设计在内，尤其要关注现在单点故障引发的故障影响的范围，同时针对储能系统的可忧率，也需要有一些定量的分析模型。”李霄直言道。

最后是电站的安全运维。李霄提出，必要的运维和保养与安全是必不可分的，所以在做储能电站集成设备时需要考虑到可维护性的设计，特别是核心部件以及储能电站集成系统中的易损部件，要做到简单易维护。

一位不愿透露姓名的发改委专家向记者表示，北京储能电站着火事件后，储能电站集成设备的安全性成为了重点关注的对象。“储能电站的整体安全性包括电气安全、火灾安全、化学安全和机械安全等多项内容。不同储能形式所对应的安全风险不同，例如，锂离子电池储能、钠硫电池储能以及氢储能需要重点关注其火灾安全，液流电池储能需要重点关注化学安全，飞轮储能需要重点关注机械安全。”

如何提升综合能效？

广州智光储能科技有限公司董事长姜新宇指出，不同的储能电站集成设备方案，效率差异85%-91%之间，不过现阶段，对于如何提升设备的综合能效，他认为，行业不应该过度强调和追求电池舱能量密度的最大化，但要合理分舱设计，减少土地占用面积，注重并网性能参数对辅助服务的影响。

李霄认为，在综合能效提升方面，有四方面需要重视，首先是储能电站主设备的选型，电芯，功率变换的电路拓扑，以及变压器、电缆等产品的设计优化。其次是储能电站辅助损耗的优化设计，行业现在重视整个暖通的损耗优化，但整体电站的待机损耗，其实也会影响储能电站整体运行效率。第三，是储能电站的集成设计方案，现在行业内部比较主流的技术方案，比如液冷、风冷，包括集中式、模块式、低压接入、高压直挂，不同的电压等级以及集装箱式和仓储式的方案效果均不相同。最后是策略的优化，无论是热管理策略还是控制运行策略，都会影响整个电站综合能效的发挥，要能够真正的建立起远程运维策略优化，才能真正提升整体储能电站集成设备的综合能效。