“儲(chǔ)能在我們新能源里干什么呢？我們新能源現(xiàn)在發(fā)展到這個(gè)地步，基本上已經(jīng)發(fā)展到天花板了，怎么繼續(xù)讓它健康有效的發(fā)展呢？我們要引入儲(chǔ)能，儲(chǔ)能在新能源發(fā)展中的作用，基本上我們要實(shí)現(xiàn)這5個(gè)功能才能保證它是一個(gè)可控的電源，可控、可調(diào)的，不是垃圾電源，而是一個(gè)能夠取代常規(guī)能源的一個(gè)電源。”

——國(guó)家電投黃河水電設(shè)計(jì)中心主任 李曉峰

聚焦“技術(shù)應(yīng)用雙創(chuàng)新，規(guī)模儲(chǔ)能新起點(diǎn)”，通過(guò)組織主題演講、展覽展示、創(chuàng)新大賽、專題研討、項(xiàng)目考察、新品發(fā)布、技術(shù)交流等多種活動(dòng)，多維度精準(zhǔn)對(duì)接全球儲(chǔ)能市場(chǎng)與應(yīng)用，助力中國(guó)儲(chǔ)能企業(yè)與國(guó)際接軌，為儲(chǔ)能企業(yè)搭建與政策制定者、規(guī)劃者、電網(wǎng)管理者、電力公司、能源服務(wù)商的交流互動(dòng)平臺(tái)。2019年5月18-20日，中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟、中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所舉辦“ESIE2019儲(chǔ)能國(guó)際峰會(huì)暨展覽會(huì)”，北極星儲(chǔ)能網(wǎng)、電力頭條APP全程直播。

國(guó)家電投黃河水電設(shè)計(jì)中心主任 李曉峰

大家好！我是李曉峰，我們公司主要從事新能源發(fā)電領(lǐng)域的方案提供，施工設(shè)計(jì)和項(xiàng)目建設(shè)。前邊的領(lǐng)導(dǎo)和各位專家都講的很好，我這次主要和大家分享一下我們?cè)谛履茉聪到y(tǒng)里頭設(shè)計(jì)方面的一些心得，主要是和新能源配套的。

四個(gè)內(nèi)容：第一個(gè)新能源發(fā)電面臨的問(wèn)題，第二個(gè)，新能源發(fā)展對(duì)儲(chǔ)能的應(yīng)用要求，介紹兩個(gè)案例，還有存在的一些問(wèn)題。前面這兩個(gè)問(wèn)題基本上大家都清楚了，已經(jīng)介紹過(guò)了，我就不再說(shuō)了。

儲(chǔ)能在我們新能源里干什么呢？我們新能源現(xiàn)在發(fā)展到這個(gè)地步，基本上已經(jīng)發(fā)展到天花板了，怎么繼續(xù)讓它健康有效的發(fā)展呢？我們要引入儲(chǔ)能，儲(chǔ)能在新能源發(fā)展中的作用，基本上我們要實(shí)現(xiàn)這5個(gè)功能才能保證它是一個(gè)可控的電源，可控、可調(diào)的，不是垃圾電源，而是一個(gè)能夠取代常規(guī)能源的一個(gè)電源。

新能源配套儲(chǔ)能聯(lián)合運(yùn)行，我們可以實(shí)現(xiàn)一些好處，優(yōu)點(diǎn)是什么？

（1）可以增強(qiáng)新能源電源的調(diào)節(jié)能力。

（2）提高電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和可靠性。

（3）提高負(fù)荷的可控性。

（4）提高新能源電站的輸出特性。

（5）增強(qiáng)大規(guī)模集中式新能源發(fā)電送出能力，提升消納水平。

（6）為電網(wǎng)提供輔助服務(wù)。

工程案例1，項(xiàng)目海拔在3000米左右，光伏系統(tǒng)是兩個(gè)光伏子方陣，主要為光伏電站不同的組件，干過(guò)光伏的大家都知道，組件有雙面有單面，支架有固定的有跟蹤的，還有不同的逆變閑形式，加入儲(chǔ)能，通過(guò)分散式和集中式的接入方式進(jìn)行對(duì)比，解決削峰填谷，這種運(yùn)行方式，我們拿這個(gè)數(shù)據(jù)運(yùn)行數(shù)據(jù)，同時(shí)開展應(yīng)用示范工作。

光伏系統(tǒng)一共18個(gè)光伏/光儲(chǔ)子方陣。10個(gè)子方陣采用固定式支架，傾角均為33度。儲(chǔ)能系統(tǒng)是這樣的，在16個(gè)子方陣?yán)镱^配套分散式的儲(chǔ)能單元，同時(shí)建設(shè)6套集中式儲(chǔ)能單元，6套儲(chǔ)能電源我們可以認(rèn)為是電源側(cè)的儲(chǔ)能，全部是采用戶外型設(shè)備，儲(chǔ)能電池采用三元鋰，磷酸鐵鋰、全釩液流。儲(chǔ)能設(shè)備基本上采用儲(chǔ)能變流器、直流變換器和光儲(chǔ)一體機(jī)這種設(shè)備。

16套分散式的儲(chǔ)能單元共配置容量9MWh，容量配置按照光伏子方陣的容量，根據(jù)限電情況，按照目前電網(wǎng)下達(dá)的限電功率，從20%-40%進(jìn)行容量配比，主要是測(cè)試儲(chǔ)能系統(tǒng)在光伏側(cè)分散布置時(shí)的功能，6套集中式的單元，一共7MWh，直接在電壓側(cè)。這是對(duì)比分析，16個(gè)子方陣?yán)镱^我們根據(jù)組件和支架的不同，組件和支架的不同決定發(fā)電的特性。這時(shí)候氣電量是不同的，這時(shí)候根據(jù)發(fā)電的特性配置電池。

接入方式，這個(gè)工程采用經(jīng)逆變器直流側(cè)或交流側(cè)介入和經(jīng)35KV交流母線接入兩種方式。第一種就近充放電所以損耗較少，優(yōu)勢(shì)比較大。第二種和電源側(cè)和電網(wǎng)側(cè)接入方式是一樣的，便于就近控制和維護(hù)，但是因?yàn)槭窃谶h(yuǎn)端充放電，損耗比上一個(gè)方式要大。

我們先看第一種方式，第一種方式是在直流系統(tǒng)和光伏系統(tǒng)直接并聯(lián)，這個(gè)圖上看到了，儲(chǔ)能系統(tǒng)經(jīng)過(guò)直流變換器和光伏直流匯流箱并聯(lián)，集中式逆變器具備雙向逆變功能。

第二種，采用光儲(chǔ)一體機(jī)，大家看到圖片里頭，光儲(chǔ)一體機(jī)是三端設(shè)備，一端接交流側(cè)，另外兩端一個(gè)接光伏直流，一個(gè)接電池，單機(jī)容量30MW/100MWh，直接接到直流側(cè)的時(shí)候有什么好處？可以就近進(jìn)行儲(chǔ)能充電，雖然主光伏側(cè)投資成本增加了，但是通過(guò)這個(gè)方式可以把電量就近存起來(lái)，不因?yàn)橄揠姷膯?wèn)題損失我的收益。還有個(gè)問(wèn)題，所有的小容量設(shè)備全部就近分散布置，解決了鋰電池燃燒爆炸的危險(xiǎn)性，可以減少到最小的范圍。

還有一種方式是交流側(cè)接入，這種接入方式儲(chǔ)能直接和阻串式逆變器結(jié)合使用，這是箱變，對(duì)側(cè)是集裝箱里頭的設(shè)備，這是相比較剛才的設(shè)備，這是在光伏的匯流側(cè)解決的。

還有一種方式，這是35KV接入的，這種方式和剛才的方式有點(diǎn)類似，但是相當(dāng)于把我的組件變成了另外一種電池，這種接線有什么好處呢？可以在共用一套設(shè)備的情況下可以在下面接不同的電池類型。這種方式儲(chǔ)流變壓器，目前電網(wǎng)側(cè)做的基本就是這種方式。

第二個(gè)案例：風(fēng)電儲(chǔ)能，上一個(gè)工程已經(jīng)在2017年投運(yùn)了，目前正在進(jìn)行控制策略的調(diào)整和完善。這兩個(gè)項(xiàng)目是在建的，但是投標(biāo)已經(jīng)完成了，風(fēng)電已經(jīng)建設(shè)完了，儲(chǔ)能要在8月份全部投運(yùn)，兩個(gè)項(xiàng)目基本在一起，基本海拔在3200米以內(nèi)。

儲(chǔ)能是這樣的，通過(guò)第一個(gè)實(shí)驗(yàn)基地項(xiàng)目的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，我們覺(jué)得儲(chǔ)能系統(tǒng)還是分布到就地比較好，主要采用分布式就地安裝和集中式控制，為什么這樣子？我們想把新能源電站打造成一個(gè)可控的電站，送到電網(wǎng)的時(shí)候，它是一個(gè)優(yōu)質(zhì)電源，我們不需要再讓電網(wǎng)再進(jìn)行和其他電源的配套了，我們送過(guò)去就是一個(gè)可控的電源和一個(gè)優(yōu)質(zhì)的電源，這樣子可以減少電網(wǎng)的調(diào)度能力和他再進(jìn)行儲(chǔ)能配置容量的費(fèi)用。

現(xiàn)在配置的時(shí)候是在風(fēng)機(jī)附近直接配置儲(chǔ)能電源，電池采用三元鋰、磷酸鐵鋰、全釩液流。液流電池的特點(diǎn)是利用循環(huán)次數(shù)高和燃燒爆炸可能性小的特點(diǎn)，同時(shí)利用時(shí)間長(zhǎng)，充放電時(shí)間很長(zhǎng)，我們?cè)O(shè)置是5個(gè)小時(shí)解決風(fēng)電比光伏更不可靠的波動(dòng)性的問(wèn)題。 0.5C是用于鋰電池，作為能量型的，2C的電池也是用鋰電池，是作為風(fēng)電這種功率忽高忽低的時(shí)候我們進(jìn)行功率調(diào)整和頻率調(diào)整的作用，減少兩個(gè)細(xì)則對(duì)我的考核，這個(gè)也是全部采用戶外集裝箱方式。

單體容量，液流的電池和低倍率的電池單機(jī)容量都是5MWh一套，2C的是0.5MWh。烏蘭和這個(gè)類似，因?yàn)橹辉?臺(tái)風(fēng)機(jī)上裝，所以我們裝的都是能量型電池。接入方式采用分散布置，集中控制，電氣接線：儲(chǔ)能單元與風(fēng)機(jī)變流器并聯(lián)接入風(fēng)機(jī)箱變低壓側(cè)。

控制方式：風(fēng)電場(chǎng)設(shè)置能量管理控制系統(tǒng)，用于集中管理風(fēng)機(jī)和儲(chǔ)能單元。這套控制系統(tǒng)采用南瑞繼保的系統(tǒng)，這套系統(tǒng)是集升壓站監(jiān)控，風(fēng)電場(chǎng)監(jiān)控和儲(chǔ)能監(jiān)控合一的一套系統(tǒng)，把原來(lái)的三大腦袋現(xiàn)在合成一個(gè)腦袋，這樣有利于設(shè)備的優(yōu)化和費(fèi)用的降低。

就地平衡，各儲(chǔ)能單元接到控制指令后，結(jié)合對(duì)應(yīng)風(fēng)機(jī)的實(shí)時(shí)出力，就地吸收和釋放能量。電氣接線基本上我的儲(chǔ)能單元通過(guò)我的變壓器升壓成690V和風(fēng)機(jī)變流器配套使用，這是一個(gè)電氣接線。

這里頭我們有兩個(gè)控制方式：第一個(gè)適用于機(jī)械化控制的儲(chǔ)能單元，還有一個(gè)適用于快速控制的。機(jī)械化控制的，我們就把它歸納到削峰填谷和解決氣風(fēng)限電問(wèn)題。這是我們的通信框圖，用于快速控制的里頭有一個(gè)快速控制網(wǎng)，這個(gè)快速控制網(wǎng)直接針對(duì)變流器，對(duì)電池儲(chǔ)能進(jìn)行充放電。這套系統(tǒng)要求南瑞繼保的監(jiān)控系統(tǒng)，變流器是陽(yáng)光電源和北京索英的。電池系統(tǒng)是三星的三元鋰，松下的18650和寧德的CTL的電池。整體的閉環(huán)時(shí)間要求在200毫秒以內(nèi)完成，下達(dá)指令以后，頻率調(diào)整完以后是在200毫秒以內(nèi)閉環(huán)運(yùn)行。

現(xiàn)在存在的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)這兩個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、建設(shè)和現(xiàn)在的運(yùn)行，現(xiàn)在有幾個(gè)問(wèn)題：

第一個(gè)設(shè)備規(guī)則參數(shù)不一，為什么呢？因?yàn)閮?chǔ)能設(shè)備的性能參數(shù)、設(shè)備命名、信息點(diǎn)表不一，造成設(shè)計(jì)制造、運(yùn)行不一樣，同樣的有的叫電池簇，有的叫電池模組，什么名字都不一樣，所以我們建議統(tǒng)一制造標(biāo)準(zhǔn)和命名標(biāo)準(zhǔn)。

第二，系統(tǒng)的匹配性不強(qiáng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)和新能源發(fā)電系統(tǒng)之間的電氣連接需要通過(guò)變壓器、規(guī)約轉(zhuǎn)換器來(lái)實(shí)現(xiàn)。我們做設(shè)計(jì)就是按照規(guī)程規(guī)范，不同電壓，不同標(biāo)準(zhǔn)的東西要連接在一起。大家可以看到這張圖里面增加的一個(gè)變壓器，增加了一個(gè)規(guī)約轉(zhuǎn)換器，這兩個(gè)設(shè)備，作為整個(gè)系統(tǒng)之間只是增加了一個(gè)費(fèi)用和一個(gè)損耗。所以我們建議，我們的儲(chǔ)能設(shè)備和光伏發(fā)電設(shè)備應(yīng)該是標(biāo)準(zhǔn)一致的，包括規(guī)則、電壓應(yīng)該做出合一的。這種設(shè)備不但造成了投資增加，而且造成了整體損耗降低，這是不利于整體的系統(tǒng)集成的。

第三，認(rèn)證和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不一。目前我們用的鋰電池，實(shí)際上投標(biāo)給我們送的認(rèn)證報(bào)告和測(cè)試報(bào)告全部都是動(dòng)力電池，沒(méi)有一個(gè)說(shuō)專門應(yīng)用于儲(chǔ)能電池的設(shè)備。這里頭為什么說(shuō)不適應(yīng)呢？運(yùn)行溫度、放電深度、循環(huán)次數(shù)、系統(tǒng)效率和衰減率，這是決定了一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)收益率的問(wèn)題，我們更注重的是循環(huán)次數(shù)，但是實(shí)驗(yàn)報(bào)告里頭對(duì)循環(huán)字?jǐn)?shù)多的做3000次，少的500次，這種完全達(dá)不到儲(chǔ)能的收益的標(biāo)準(zhǔn)。

另外，對(duì)于儲(chǔ)能系統(tǒng)整體的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有，整體的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)不只是指PCS或者一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的，或者是他們兩者之間的，而是說(shuō)我們建完新能源儲(chǔ)能系統(tǒng)以后，整體的測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在我們的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)都不適用于儲(chǔ)能的應(yīng)用。同時(shí)液流電池也沒(méi)有第三方的認(rèn)證和測(cè)試報(bào)告，經(jīng)過(guò)調(diào)查，我們了解到不是他不做，而是現(xiàn)有的認(rèn)證的企業(yè)，他的技術(shù)達(dá)不到，怎么說(shuō)呢？說(shuō)明我們現(xiàn)在測(cè)試的手段和技術(shù)已經(jīng)滿足不了我們儲(chǔ)能的發(fā)展了。

第四，電池安全性的問(wèn)題，電池安全性，搞過(guò)電力系統(tǒng)的人我們都知道安全性是最重要的，我們是在安全性的地方才講究技術(shù)先進(jìn)性，所以對(duì)材料的穩(wěn)定性，充放電的方式，保護(hù)電池?zé)崂淇蘸拖朗且w考慮，這是一個(gè)整體集成的技術(shù)，不是一個(gè)單方面就能搞定的，所以系統(tǒng)集成很重要。

第五，控制策略和能量管理功能不成熟，控制策略不支持是一個(gè)很大的問(wèn)題，我們辛辛苦苦存的電池，如果熱備的時(shí)候控制策略搞不好，可能我們一晚上把這個(gè)電放完了，最大的問(wèn)題就是，我想充的時(shí)候充不進(jìn)去，想放的時(shí)候放不出去，這個(gè)時(shí)候是控制策略對(duì)儲(chǔ)能是最大的難點(diǎn)。能量管理系統(tǒng)現(xiàn)在不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的就是管這兩個(gè)東西，管新能源和儲(chǔ)能，一定要結(jié)合調(diào)度上的功能預(yù)測(cè)、AGC/AVC、監(jiān)控、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，按照光儲(chǔ)/風(fēng)儲(chǔ)發(fā)電模式進(jìn)行設(shè)計(jì)。

第六，現(xiàn)在都搞平價(jià)上網(wǎng)，搞平價(jià)上網(wǎng)以后我加裝儲(chǔ)能，但是效益如何？所以儲(chǔ)能是一個(gè)系統(tǒng)工程，從小的方面說(shuō)，它是一個(gè)設(shè)備的集成，從中間說(shuō)，它是一個(gè)設(shè)計(jì)制造建設(shè)和運(yùn)行的集成，從大的方面說(shuō)，它是結(jié)合我們發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、設(shè)計(jì)制造側(cè)以及國(guó)家政策的整體的大的系統(tǒng)集成?？傊?，我們黃河水電公司為實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電徹底替代常規(guī)能源的努力上，我們提供技術(shù)支撐，盡我們央企的社會(huì)責(zé)任，謝謝大家！