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1.可再生能源发电领域
研发团队于2012年在辽宁省龙源卧牛石风电场建设了“5MW/10MWh全钒液流电池储能应用示范电站”。该电站于2012年成功通过辽宁电网和业主的验收,各项指标全部达到设计要求。储能电站直接接受辽宁省电力公司调度中心调度,已稳定运行三年多。这是目前世界上第一套实际并网运行的5MW级大型工业该储能电站,标志融科储能在该领域技术研发、成套产品生产等方面处于国内领先,国际先进水平。
在能量管理系统的统一调度下,5MW/10MWh全钒液流电池储能系统实现了以下功能:平滑风电输出;提高风电场跟踪计划发电能力;风场弃风限出力情况下储电,增加风场收益;暂态有功出力紧急响应、暂态电压紧急支撑功能;接受电网调度,参与电网调频电网调峰。
在5MW/10MWh全钒液流电池储能电站成功运行的基础上,研发团队又先后实施了辽宁黑山龙湾风电场3MW/6MWh全钒液流电池储能电站项目、国电和风北镇风电场2MW/4MWh全钒液流电池储能电站项目。同5MW/10MWh全钒液流电池储能电站相比,电站功能更加丰富,实现了孤岛运行、节能降耗和黑启动功能,风电场运行更加智能化,具备网源友好性特点,更加有利于电网与风电场相互协调及管理调度,有利于电网接纳风电能力的提高。
2.分布式发电和智能微网领域应用
研发团队于2014年6月成功实施了辽宁电科院风/光/全钒液流电池储能的智能微网项目。全钒液流电池储能系统配置为100kW/400kWh,采用集装箱方式室外安装。该系统已经稳定运行接近一年。2014年,研发团队为中广核青海光/储智能微网工程提供了125kW/1MWh全钒液流电池系统,与光伏发电结合,为青海共和县无市电地区提供电力供应。作为智能微网中不可缺少的一部分,全钒液流电池储能系统能够有效对微网内风能和太阳能发电输出特性进行调节,保障了微网运行稳定性。针对分布式发电和智能微网领域,研发团队还为金风科技集团北京亦庄风/光/储智能微网工程提供了200kW/800kWh全钒液流电池系统。
3.无市电地区供电领域应用
研发团队在大连蛇岛自然保护区实施了光/柴/储离网供电工程。该离网系统运行至今已经三年有余,运行稳定,用户对整套离网供电系统运行效果非常满意。
在该离网系统投运之前,蛇岛上的用电主要靠柴油发电机提供,考虑成本因素一天只使用几个小时的电,岛上人员办公和生活条件非常艰苦与不便。在离网系统投入运行之后,不仅保证了蛇岛办公及生活设施的二十四小时连续供电,岛上维护人员的生产及生活条件得到较大程度改善,而且基本消除了柴油发电机的使用,降低了柴油的消耗,保护了环境,同时也降低了噪音污染,有利于蛇岛自然保护区的生态保护。
另外,随着国际储能市场商业化进程的不断加快,研发团队也大力拓展国际市场。2014年,与德国博世集团(BOSCH)合作,在德国北部风场建造了250kW/1MWh全钒液流电池储能系统。该系统是目前欧洲最大规模的全钒液流电池储能系统,已通过验收,实现并网运行。
从1986年提出全钒液流电池概念至今,全钒液流电池在关键材料、电堆、电池系统设计与集成都上取得了重大进展,大量的应用示范不仅验证了技术的有效性和成熟性,也越来越多的得到了市场认可,产业链逐步完善,整体产业已经进入市场化初期阶段。随着大规模可再生能源应用为全钒液流电池提供了广阔的市场空间,随着电力体制改革的深入和激励政策的出台,全钒液流电池将迎来第一轮市场爆发期。
作者单位:
张华民 中国科学院大连化学物理研究所
王晓丽 大连融科储能技术发展有限公司
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