編者按:為加快我國儲能技術與產業(yè)化發(fā)展,促進儲能為電網運行提供多種服務,提升可再生能源的消納水平,國家發(fā)展改革委等五部委聯合印發(fā)了《關于促進儲能技術與產業(yè)發(fā)展的指導意見》。
近期,西北能源監(jiān)管局對華能青海格爾木時代新能源光伏儲能項目開展調研工作,了解儲能技術在發(fā)電領域投資建設、并網運行的基本情況。
一、項目運行的基本情況
華能青海格爾木時代新能源光伏儲能電站項目(以下簡稱“青海格爾木光儲電站”),主要包含光伏電站1座,儲能電站1座。 其中光伏電站容量為50兆瓦,全部采用310瓦多晶組件,設50個常規(guī)集中式1兆瓦子方陣,以5回35千伏電纜電路接入站內35千伏母線,經35千伏線路送至光伏園區(qū)110千伏匯集站,經升壓后并入電網。
儲能電站采用15兆瓦/18兆瓦時鋰電池儲能系統。系統功率按光伏電站功率的30%配置,額定功率15兆瓦;容量按儲能功率的1.2小時來配置,額定容量18兆瓦時(15兆瓦×1.2小時=18兆瓦時)。儲能系統由5個3兆瓦/3.6兆瓦時儲能單元組成,經升壓接入站內35千伏母線;每個3兆瓦/3.6兆瓦時儲能單元由6個500千瓦雙向變流系統和6個600千瓦時儲能機組組成,安裝在一組變流室和電池室內;每個500千瓦/600千瓦時儲能機組由1臺500千瓦雙向變流器、4個150千瓦時電池柜和1總控柜(匯流柜)構成;每個電池柜由17個電池模塊(箱)串聯,與一個電池管理主控箱組成;每個電池模塊采用14個200安時數的單體電芯串聯形成。儲能系統全部采用磷酸鐵鋰電池,設備采用戶內布置,占地1965平方米。
該項目于2015年4月25日開工建設,2016年1月26日并網發(fā)電,占地1550畝,投資約4億元。2018年截至目前,累計發(fā)電4644.58萬千瓦時,其中儲能發(fā)電量192.68萬千瓦時,儲能平均轉換效率達到85%,達到改善光伏電站輸出特性,減少“棄光”,為電網提供輔助服務的功能。
青海格爾木光儲電站通過兩年多的運行,充分驗證了大規(guī)模儲能和新能源聯合運行的良好效果,增加了電網運行的靈活性,提高區(qū)域電網的安全穩(wěn)定水平,為大規(guī)模集中式光伏電站提高電網友好性、解決棄光限電尋找到一種可行的技術解決手段。
一是改善光伏電站輸出特性。青海格爾木光儲電站采用光儲聯合發(fā)電運行控制技術,配置中國電科院光儲就地監(jiān)控系統,接入國家電網智能電網調度系統。根據省級電網調度指令,通過儲能系統實時吸收或釋放電量,及時修正光伏電站出力曲線,平滑光伏發(fā)電輸出波動。
二是提升新能源消納水平。以該項目在晴天的日運行曲線為例,電網限發(fā)出現在上午10點15分左右,同時儲能系統開始充電,并在12時35分儲滿;下午17時30開始釋放電量,19時15分結束,當天為電網多提供清潔電量約1.6萬千瓦時。據統計,自2016年初并網運行后,項目累計為電網提供儲能電量約580.48萬千瓦時。
三是為電網提供輔助服務。根據國網青海電科院的研究結果表明,該項目利用鋰電池充、放電快速、靈活的優(yōu)勢,實現了儲能與電力系統平穩(wěn)運行,可以為電網系統在電源側提供調峰、調頻的輔助服務。在冬季和夏季項目的可信容量分別增加至11.8兆瓦和24.8兆瓦,節(jié)約線路容量28%。
二、項目的啟示和建議
通過對青海格爾木光儲電站的深入調研,我們得到如下啟示和建議:
一是加快儲能產品和技術升級
本次調研發(fā)現,目前發(fā)電側使用的儲能電池基本沿用了動力電池的設計構架,存在單體容量較小、充放時間長、占地面積大等問題。需要儲能廠家針對發(fā)電和輸、配電領域開發(fā)出長時間大容量、短時間大容量、高功率的儲能產品,加強儲能電池在高安全性、高能量密度、長壽命、低成本等方面技術研究,配合儲能系統集成與電網智能控制技術的發(fā)展,實現儲能與現代電力系統協調優(yōu)化運行。
二是降低儲能系統成本,創(chuàng)新商業(yè)模式。
目前,儲能系統處于示范項目向商業(yè)化初期過渡階段。經測算,華能格爾木儲能項目的投資回收期約為15年,全壽命周期內暫無法實現盈利。2012-2017年儲能系統整體生產成本下降了70%,其中電池下降超過50%,從趨勢看,預計2-3年后隨著儲能系統生產成本進一步降低,在壽命周期內實現發(fā)電側的收益平衡或盈利成為可能。因此,需要儲能電池、硬件、軟件、EPC各個環(huán)節(jié)共同努力,進一步降低儲能系統的生產成本。并在發(fā)展“儲能+光伏”的發(fā)電模式同時,開拓“儲能+分布式”“儲能+電網”“儲能+用戶”等多種應用場景和各種輔助服務,積極創(chuàng)新商業(yè)模式,早日實現儲能市場規(guī)?;虡I(yè)發(fā)展。
三是儲能系統在電網中的應用前景廣闊。
通過調研發(fā)現,儲能系統具有雙向調節(jié)能力,能夠有效平抑光伏發(fā)電出力的隨機變化,可以讓清潔能源成為方便調節(jié)的穩(wěn)定電源,大幅減少棄風、棄光等浪費現象。對比建設一座發(fā)電廠,儲能系統具有建設周期短、調峰成本低、響應速度快、運行效率高和無污染等優(yōu)點。未來,儲能系統如果大規(guī)模在電網中應用,可以實現電能的大規(guī)模存儲和快速釋放功能,通過削峰填谷解決高峰用電緊張,應對臨時電力短缺,有效支撐地區(qū)電網,實現電能靈活調節(jié)和精確控制。
四是建立和完善儲能系統標準和檢測認證體系。
目前,儲能與可再生能源場站作為聯合體接受電網運行調度時,并未作為特殊的“電廠”對待,在接入方式、運行控制、涉網保護及安全防護等方面繼續(xù)沿用可再生能源場站的標準,沒有體現聯合體的優(yōu)越性。因此,建議儲能行業(yè)盡快建立和健全產品性能、安全性等檢測認證標準,加強和完善儲能產品全壽命周期質量監(jiān)管;電網企業(yè)盡快建立儲能系統的規(guī)劃設計、設備及試驗、施工及驗收、并網及檢測、運行調度等各應用環(huán)節(jié)的標準體系。
五是完善配套政策,建立補償機制,引導社會投資。
儲能系統是電網友好型的能源系統,能夠促進能源生產消費的多能協同和靈活交易,是構建能源互聯網,推動電力體制改革和促進能源新業(yè)態(tài)發(fā)展的核心基礎。建議國家制定進一步支持儲能發(fā)展的政策,督促地方政府和電網企業(yè)保障儲能電站發(fā)電的消納程度,提高電站的調度入網電量,并及時足額取得電價補貼;鼓勵光儲電站等聯合體參與電力市場交易和輔助服務市場,明確儲能服務電價政策;鼓勵多種形式的技術、機制及商業(yè)模式創(chuàng)新,引導社會資本投入儲能產業(yè),推動銀行等融資機構支持儲能電站項目建設融資,促進產業(yè)健康有序發(fā)展。
原標題:華能青海格爾木時代新能源光伏儲能電站項目調研分析