为加快我国储能技术与【yǔ】产业【yè】化发展,促进储【chǔ】能为电网运行提供多种服【fú】务,提【tí】升可再【zài】生【shēng】能源的消纳水平,国家【jiā】发展改革委等五部委联【lián】合印发了《关【guān】于促进储【chǔ】能技术与【yǔ】产业发【fā】展的指导意见》。近【jìn】期,西北能源【yuán】监管局对华能青海【hǎi】格【gé】尔木时【shí】代【dài】新能源光伏储能项目开展调研工作,了解储能技术【shù】在发电【diàn】领域投【tóu】资建设、并网运行的【de】基本情况。

一、项目运行的基本情况

华能青海格尔木时【shí】代【dài】新能源光伏储能电站【zhàn】项目(以【yǐ】下简称“青【qīng】海【hǎi】格尔木光储【chǔ】电站”),主要包含光伏电站1座,储能电站1座【zuò】。 其中光【guāng】伏电站容【róng】量为【wéi】50兆瓦,全部采【cǎi】用【yòng】310瓦多晶组【zǔ】件,设50个常规集中式1兆瓦子【zǐ】方阵,以5回35千伏电缆电路接入站内【nèi】35千【qiān】伏母【mǔ】线,经【jīng】35千伏线路送【sòng】至光伏园区110千伏汇集站【zhàn】,经升压后并入电【diàn】网。

储能电站采用15兆瓦/18兆瓦时锂电池储能系统。系统功率按光伏电【diàn】站【zhàn】功率的【de】30%配置,额【é】定功率15兆瓦;容量按【àn】储能功率【lǜ】的1.2小【xiǎo】时来配置,额定容【róng】量18兆瓦时(15兆瓦×1.2小时=18兆瓦时)。储能系统由5个3兆瓦/3.6兆瓦时储能单元【yuán】组成,经升压接入站内35千伏母【mǔ】线;每个【gè】3兆瓦/3.6兆瓦时储能【néng】单【dān】元由6个500千瓦双向变流系统和6个【gè】600千瓦时储能【néng】机组组成,安装在一组变【biàn】流室【shì】和【hé】电【diàn】池室内;每个500千瓦/600千瓦时储能机组由1台500千瓦双向变流器、4个【gè】150千【qiān】瓦时电池柜和1总控柜【guì】(汇流柜)构成【chéng】;每个【gè】电【diàn】池柜由17个【gè】电【diàn】池模块【kuài】(箱)串联,与一个【gè】电池【chí】管【guǎn】理主控箱组成;每个电池模块采用14个200安【ān】时【shí】数的单体电芯串【chuàn】联【lián】形成。储【chǔ】能【néng】系【xì】统【tǒng】全部采用磷酸铁锂电池,设备采用户内布置,占地1965平方米。

该项目于9-21开工建设,9-21并网【wǎng】发电,占地1550亩,投【tóu】资约4亿【yì】元。2018年【nián】截至【zhì】目前,累计发电4644.58万【wàn】千瓦时,其中储能发电量192.68万千【qiān】瓦时【shí】,储能【néng】平均转换【huàn】效率达到85%,达【dá】到改善光伏电站输出特性,减少【shǎo】“弃光”,为【wéi】电网提供辅助服务【wù】的【de】功能【néng】。

青海格尔【ěr】木光储【chǔ】电站【zhàn】通过两年多的运行,充分验【yàn】证了大【dà】规模储能和新能源联合运行【háng】的良好效【xiào】果【guǒ】,增加了电网运【yùn】行的灵活性,提【tí】高区域电【diàn】网的安全稳定水平,为大规模【mó】集中式光伏【fú】电站提高电网友好性【xìng】、解决【jué】弃光限电寻【xún】找到一种可行的【de】技术【shù】解【jiě】决【jué】手段。

一是【shì】改善光伏电站输出特【tè】性【xìng】。青海格尔木【mù】光储电站采用【yòng】光储联合发电运行控制技术,配置中国电科院光储【chǔ】就地监控系统,接入【rù】国家电网智能【néng】电网【wǎng】调度系统。根【gēn】据省级电【diàn】网【wǎng】调度指令,通过【guò】储【chǔ】能【néng】系统【tǒng】实时吸收或释放电量,及时修正光伏【fú】电站出力【lì】曲线,平滑【huá】光伏发电输出波动。

二是提升【shēng】新能源消纳水平。以该项目在晴天的日运行曲线为例,电网限发出现在上午10点15分左右,同时储能系【xì】统开始充电,并在12时35分储满;下【xià】午17时30开始释放电量【liàng】,19时15分结束【shù】,当天【tiān】为【wéi】电【diàn】网【wǎng】多【duō】提供清洁电【diàn】量约【yuē】1.6万千瓦时。据【jù】统计,自2016年初【chū】并网【wǎng】运行【háng】后,项【xiàng】目累计为电网提供储能电量约580.48万【wàn】千瓦【wǎ】时。

三是为电网提供辅助服务【wù】。根据国【guó】网青海电科院的研究结【jié】果【guǒ】表明,该项目利用锂电池充、放电快速、灵活的【de】优势,实现了储【chǔ】能与【yǔ】电力系统【tǒng】平稳运【yùn】行,可【kě】以为电网系统在电【diàn】源侧提供【gòng】调峰、调频的辅助【zhù】服务。在冬季【jì】和【hé】夏季项目的可信容【róng】量【liàng】分别增加至11.8兆瓦和24.8兆【zhào】瓦,节约【yuē】线路容【róng】量【liàng】28%。

二、项目的启示和建议

通过对青海格尔木光储电站的深入调研,我们得到如下启示和建议:

一是加快储能产品和技术升级。

本【běn】次调研【yán】发现,目前发【fā】电侧【cè】使【shǐ】用的储【chǔ】能电池基本沿用了动力电池的设计【jì】构架,存在单体容量较小、充放时【shí】间长、占地【dì】面积大等【děng】问题。需要储能厂家针对发电和输、配电领域开发出长时间【jiān】大【dà】容量、短时间大【dà】容量、高功【gōng】率的【de】储能产品,加【jiā】强储能电【diàn】池在高【gāo】安全性、高【gāo】能量密度、长寿命、低成本【běn】等方【fāng】面技术研【yán】究,配合储能系统集成与【yǔ】电网智能控制技术的发【fā】展,实【shí】现储【chǔ】能【néng】与【yǔ】现代电力系【xì】统协调优化【huà】运【yùn】行。

二是降低储能系统成本,创新商业模式。

目前,储能【néng】系统处于【yú】示范项目向商业化初期过渡阶段。经【jīng】测算,华能格【gé】尔木储能项目的投资【zī】回收期约为【wéi】15年【nián】,全【quán】寿【shòu】命周期【qī】内暂【zàn】无法实现盈利【lì】。2012-2017年储能系统整体生【shēng】产成本下【xià】降了70%,其中电池下【xià】降超【chāo】过【guò】50%,从趋【qū】势看,预计9-21年【nián】后随着储能系统生产成【chéng】本进一步降【jiàng】低【dī】,在寿命周期内实现发电侧的收益平衡或盈利成为可能。因此【cǐ】,需要储【chǔ】能电池、硬件、软【ruǎn】件、EPC各个【gè】环节共同【tóng】努力,进一步降低储能系统的【de】生【shēng】产成本。并在【zài】发展【zhǎn】“储能【néng】+光伏【fú】”的发【fā】电模式同时,开拓【tuò】“储能+分布式”“储能+电网”“储能+用户”等【děng】多种应用场景和各种辅助服务,积极创新商业模式【shì】,早日实【shí】现【xiàn】储能市场规模化【huà】商业发展【zhǎn】。

三是储能系统在电网中的应用前景广阔。

通【tōng】过调研发现,储能系统具【jù】有双向调节能力,能够有效平抑光伏发电【diàn】出力【lì】的随机【jī】变化,可【kě】以让清【qīng】洁【jié】能源成为方便调节的稳定【dìng】电源,大幅减少弃风、弃【qì】光【guāng】等浪费现象。对比建设一座发电【diàn】厂【chǎng】,储能系统具【jù】有建设周期短、调峰成本低、响应【yīng】速度【dù】快、运行效率高和【hé】无污染等【děng】优点【diǎn】。未来,储能系统如果大规模【mó】在电网中应【yīng】用,可以实现【xiàn】电能的大规模存储和快【kuài】速释【shì】放功【gōng】能,通过削峰【fēng】填谷解决高峰用电紧张【zhāng】,应对临【lín】时电【diàn】力短缺,有【yǒu】效支撑地区电网,实现电能【néng】灵【líng】活调节和精确控制【zhì】。

四是建立和完善储能系统标准和检测认证体系。

目前【qián】,储能与可再生能源场站作【zuò】为联合体接【jiē】受电网运行【háng】调度时,并未作为【wéi】特殊【shū】的“电厂【chǎng】”对待,在接入方式、运【yùn】行控制、涉网保护及安【ān】全防护等方面继续沿【yán】用【yòng】可再生【shēng】能源场站【zhàn】的标准,没有体现联合体【tǐ】的优【yōu】越性【xìng】。因此,建议储能行【háng】业尽【jìn】快建立【lì】和【hé】健全【quán】产品性能【néng】、安全性【xìng】等检测认证标准,加强和完善储能产品全寿命周期质量监管【guǎn】;电网企业尽快【kuài】建立【lì】储能系统的规划【huá】设【shè】计、设备及试【shì】验、施【shī】工【gōng】及验收、并网及检测、运行调度等【děng】各【gè】应用环节的标准体系。

五是完善配套政策,建立补偿机制,引导社会投资。

储能系统【tǒng】是【shì】电网【wǎng】友好【hǎo】型的【de】能源系统【tǒng】,能够促进能源生【shēng】产消费的多能协同【tóng】和灵活交易,是【shì】构建能源互联网,推动电力体制改革和促【cù】进【jìn】能源新业态发展的核心基础。建议国【guó】家制【zhì】定【dìng】进一步【bù】支持【chí】储能发展的政策,督促【cù】地方政府【fǔ】和电网企业保障储【chǔ】能【néng】电站【zhàn】发电的消纳程【chéng】度,提高电站的【de】调度入网电量【liàng】,并及时足额取得电价【jià】补贴;鼓【gǔ】励光储【chǔ】电【diàn】站等联【lián】合体参【cān】与【yǔ】电力市场交易和辅助服务市场,明确储能服【fú】务电【diàn】价政策;鼓励多种形【xíng】式的【de】技【jì】术、机制及商业模式创【chuàng】新,引导社会资本投入储能产业,推动银行等融资机构【gòu】支持储【chǔ】能【néng】电站项目【mù】建设融【róng】资【zī】,促进产业健康有序发展。