【综合】储能助推绿色发电,微网连接智慧能源——华东院首个储能和微电网试验项目纪实
   
 
 
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【综合】储能助推绿色发电,微网连接智慧能源——华东院首个储能和微电网试验项目纪实
来源:华东电力设计院有限公司 作者:张海峰 日期:2018-07-10 访问次数: 字号:[ ]

  随着可再生能源发电装机容量的快速增加,风电、太阳能发电随机性和波动性的特点给电力系统安全、稳定运行带来了新的挑战。此外,由于可再生能源出力的预测误差相对较大,在含有大量可再生能源接入的电力系统中经常出现限光、限风的情况,使可再生能源发电的经济性受到明显的影响。

  近年来为了解决可再生能源接入系统的问题,行业内提出了几种比较有效的方式。一种是在大规模新能源接入的电源侧配置一定容量比例的储能系统,利用储能系统充放电特性,平抑风、光等可再生能源的发电波动;另一种是在电网侧配置一定容量的储能系统,配合电网进行调峰调频,增强电网适应发电及用电波动的能力;还有一种就是在负荷侧,提高分布式可再生能源的利用率,利用风、光、水、火以及储能的能源互补特性,建设包含几种可再生能源元素的微电网系统,一方面提高区域可再生能源的使用、降低碳排放,另一方面一定程度上降低用户的用电成本、提高用电可靠性。

  也因此,近些年微电网和储能相关试点项目逐渐出现,包括电网、各大发电集团甚至民间资本都开始筹建不同规模的储能项目,用于验证系统的经济性、技术可靠性、普适性,为推广积累建设和运行经验。

  华东院承接的申能青浦微电网和储能试验项目是包含了光伏发电、风力发电、电化学储能、储能电池阶梯利用、并离网型微电网、多能互补、售电公司等当前诸多热点技术元素的综合性试验项目,华东院在项目中不仅承担设计角色,还承担了项目前期策划,并配合业主进行试验规划以及后期试验跟踪等。

果断决策 明确方向

  华东院领导早就意识到了多能互补以及智慧能源在如今电力能源系统构成的重要性,相信未来多能互补以及储能项目经过当前的试点项目阶段,市场规模将迎来爆发性增长。所以当申能集团发出邀请,希望能与华东院针对申能青浦微电网和储能项目展开深度合作时,院领导果断决策,指示不仅要承接此设计任务,还要将此项目提高到华东院战略性项目高度对待,以此项目为契机进入储能项目市场。华东院发电工程分公司非常重视,随即成立精英设计团队,力求保质保量完成项目建设。

零的突破 攻坚克难

  申能青浦微电网和储能实验项目的承接,标志着华东院在储能项目领域迈出了重要一步,对推动华东院以市场为目标的结构转型具有重要意义。

  然而,由于此项目是华东院第一个微电网和储能项目,与传统的发电和电网项目相比存在诸多难点。首先,本项目包含了光伏发电、风力发电、储能电池、微网以及控制系统等诸多系统和设备,为了达到试验目的和积累更多的技术经验,业主要求设备尽量由不同供应商供货,造成了供应商多、接口多、协调配合复杂。

  其次,业主对本项目的试验功能要求较高,不仅要实现基本的运行功能,还要验证运行的经济性;同时针对不同经济模式验证不同的运行方式,如新能源自发自用余电上网运行模式、储能参与调峰调频运行模式、离网型微电网运行模式、并离网切换模式、储能系统消峰填谷运行模式、隔墙售电模式、系统经济性验证、退役电池阶梯利用技术等,故在系统搭建上要兼顾运行要求和实验要求。

  再次,对于储能电池和微网控制系统均是新技术,国内投产业绩不多,没有统一的规定和通用的建设标准。如储能电池就包含多个技术方向,如锂离子电池、铅碳电池、液流电池、钠硫电池和超级电容等,仅锂离子电池又包括磷酸铁锂、三元锂、钛酸锂等多种,不同电池技术各有特点;而在微网系统的搭建方面也没有成熟的技术可供参考,是采用直流母线型微网还是交流母线型微网、微网的网络构架如何组成,通讯接口和规约如何选用;以及微电网的供电范围如何界定、储能电池容量如何配比等等技术问题都需考虑。

  最后,由于项目具有实验目的,故总投资不大、项目周期非常短,建设周期仅4个月。如何在有限的资金和时间的基础上,尽可能满足项目的功能要求和质量要求也是项目的一大难点。

  面对诸多项目难点,项目组没有退缩,直面各种困难。依赖于华东院深厚的技术实力和各级领导的鼎力支持,项目稳步向前推进。从2018年3月项目策划阶段开始,项目组进行了多方调研,通过1个半月的技术分析和比较攻克了一个个项目难点,最终确定了技术方案,赢得了业主的认可。具体设计阶段,项目组加班加点,仅半个月就从无到有编制出所有设备的技术规范书;仅1个月,所有专业就提前出版了所有的施工图纸,不仅满足了施工要求,还给设备生产、设计协调和联络、现场施工预留了充足的时间。目前,所有设备已制造完成陆续运往工地,现场也在紧锣密鼓的施工进程中。接下来华东院将继续秉承“精心设计、优质服务”的工作理念,协助业主完成项目建设、为项目调试和实验做好准备和技术支持。

技术储备 厚积薄发

  通过首个储能和微电网项目,华东院不仅掌握了不同储能技术的技术特点,了解了当前国内外主流的储能设备制造情况,熟悉了微电网结构和控制系统的设计特点,掌握了储能和微网行业的国家和行业标准;还在项目中首次编制了储能电池、储能PCS、微网控制系统、退役电池阶梯利用等多项设备典型技术规范书范本,掌握了储能系统的设计方法。同时,在项目的设计过程中,华东院不仅作为设计者的角色,还作为业主工程师的角色参与到项目的全建设周期当中,为日后承担相关项目的总承包建设积累了丰富的经验。

激流勇进 未来可期

  当前国内储能产业仍处于起步阶段,国家和行业已经意识到了储能技术在新能源并网发电、燃煤发电机组参与电力市场辅助服务以及分布式能源发电网络组成等领域的核心作用,2017年国家出台了《储能产业发展指导意见》、《电力补偿服务的工作方案》等支持政策,开启了储能应用的良好开端,并且山西、山东、福建、新疆广东等省市也出台了辅助服务市场的相关文件,鼓励发电企业、售电企业、电力用户等投资建设电储能设施参与调峰调频辅助服务。未来大规模储能项目将逐渐涌现并增多。

  华东院通过首个全要素的储能和微电网实验项目的积累,不仅完成了储能项目业绩的零突破,也完成了储能项目领域的技术储备;相信通过接下来全方位参与项目的后期实验,华东院也将更深入了解储能系统的运行特点、积累丰富的项目运行数据。华东院将以此项目为起点,把握机遇、不畏挑战,继续攻坚克难,激流勇进。华东院有信心、也有能力承接各种类型的储能项目,为业主提供全方位的更优质服务和解决方案。

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