中國儲能網(wǎng)訊：2021年由湖南省工業(yè)和信息化廳、湖南省商務(wù)廳、長沙市人民政府、中國化學(xué)與物理電源行業(yè)協(xié)會聯(lián)合主辦，100余家機(jī)構(gòu)共同支持的湖南（長沙）電池博覽會暨首屆中國國際新型儲能技術(shù)及工程應(yīng)用大會在長沙圣爵菲斯大酒店召開。此次大會主題是“新儲能、新動力、新發(fā)展”。
會后，為了能讓參會代表有更深入的行業(yè)交流，小編經(jīng)過演講專家本人同意和審核，將演講專家的速記整理如下：
徐瑞林：各位專家，重慶是西南工業(yè)重鎮(zhèn)，重慶電網(wǎng)是典型的大型受端電網(wǎng)，重慶電力系統(tǒng)和周邊省份比較起來有它的特殊性，主要表現(xiàn)在光和風(fēng)方面，它比不上云南、貴州和四川，煤炭比不上貴州，水的蘊藏量和利用比不上四川、云南，甚至比不上相鄰的湖北、湖南。但是重慶仍然要大力推進(jìn)新能源的建設(shè)，重慶電力系統(tǒng)推進(jìn)新能源建設(shè)有其特殊性和艱巨性。基于重慶特殊的新能源資源稟賦，我們這幾年在提升新能源靈活調(diào)節(jié)能力的方面也做了一些初步的嘗試，在這里給大家做一個簡單的介紹。
一、重慶電網(wǎng)現(xiàn)狀
首先重慶電網(wǎng)的規(guī)模相對較小，源荷分布不均衡，中西部負(fù)荷占比85%，可供電源容量僅占55%，源-荷結(jié)構(gòu)不均衡特點非常明顯。第二個是電網(wǎng)峰谷差大，降溫負(fù)荷在主汛期的夏季是比較大的，這幾年調(diào)度口徑的平均負(fù)荷及年電量增長速度比較快，今年尤其電量的增長已經(jīng)達(dá)到了17%。2020年的平均峰谷差距大約是40%，主汛期的6-9月份差別更大，甚至超過50%，降溫占比將近50%，加劇了系統(tǒng)調(diào)節(jié)負(fù)擔(dān)。
另外，重慶有典型的豐水期和枯水期，這一點和周邊的湖南、湖北、四川都是一樣的。每年6-10月份進(jìn)入豐水期，受峰谷差大、風(fēng)電反調(diào)峰特性，水電來中集中等因素的影響，豐水期網(wǎng)內(nèi)水電棄水壓力逐年增大，低谷時段甚至被迫削減外購電。重慶電動汽車產(chǎn)業(yè)比較發(fā)達(dá)，潛在的儲能元件正在快速發(fā)展。重慶作為國內(nèi)幾個電動車普及率較高的省市之一，外來蔚來汽車、本地長安汽車等企業(yè)在重慶嘗試電動汽車換電模式，逐步開展集中式能源站、電客棧、分布式能源站等建設(shè)，重慶電網(wǎng)將面臨峰谷負(fù)荷差進(jìn)一步加劇、直流快充分布式儲能對配電網(wǎng)沖擊等問題。
針對這樣一些特性，重慶電網(wǎng)在儲能方面做了一些研究。
二、分布式儲能與區(qū)域電網(wǎng)互動應(yīng)用
項目1：分布式儲能與重慶江北電網(wǎng)的互動示范項目。項目平臺建設(shè)：基于重慶2012年建立的首座電動客車快充站300千瓦時鈦酸鋰舊電池和增加50千瓦時磷酸鐵鋰新電池，新建分布式儲能綜合管理平臺和空港電動客車快充站本地化監(jiān)控平臺，分別部署于江北地調(diào)和空港電動客車快充站，實現(xiàn)分布式儲能分別與江北地調(diào)、快充站之間的通信。
儲能項目接入：購置500kW虛擬同步機(jī)及50kWh磷酸鐵鋰電池，升級空港電動客車快充站原有鈦酸鋰電池，并將鈦酸鋰電池和磷酸鐵理電池經(jīng)過轉(zhuǎn)換接入虛擬同步機(jī)，經(jīng)過315V/400V隔離變后接入空港電動客車快充站專變400V母線，從而建立儲能通過虛擬同步機(jī)向電網(wǎng)的充放電路徑。
控制策略主要有本地控制和集中控制。本地控制：根據(jù)空港電動客車快充站充電的峰谷時間分布，控制儲能在高峰時段放電，低峰時段充電；在專變1的三臺快充樁同時工作影響400V母線電能質(zhì)量時，通過儲能起到電壓支撐作用；當(dāng)市電故障無法供電時，利用儲能可以至少滿足1-2臺充電樁的短時供電需求。集中控制：分布式儲能綜合管理平臺通過對電網(wǎng)數(shù)據(jù)和空港電動客車快充站本地化監(jiān)控平臺采集數(shù)據(jù)的綜合分析，可根據(jù)電網(wǎng)需求，對空港電動客車快充站的儲能單元下發(fā)指令引導(dǎo)其充放電行為。
主要創(chuàng)新點：它應(yīng)用了虛擬同步機(jī)技術(shù)，支撐儲能發(fā)揮平滑充電負(fù)荷曲線的作用；基于信息流和能量流融合的分布式儲能控制方法，采用集中-分散式聯(lián)合控制方式，實現(xiàn)分布式儲能參與電網(wǎng)調(diào)度；部署了分布式儲能綜合管理系統(tǒng)，可根據(jù)電網(wǎng)需求，對空港電動客車快充站的儲能單元下發(fā)指令引導(dǎo)其充放電行為。
項目2：電動汽車與電網(wǎng)互動示范工程。電動汽車分布式儲能與電網(wǎng)互動的應(yīng)用，主要是兩種模式，一種是換電模式，一種是充電模式，主要是結(jié)合山地城市電力通道狹窄，配網(wǎng)增容難，充電設(shè)施建設(shè)周期長，運輸費用高，選址難的特點，減少和不進(jìn)行配網(wǎng)改造。實際上這都是前幾年重慶做的一些嘗試，那個時候還沒有提出新型電力系統(tǒng)的概念，但是我們在實際應(yīng)用中有了這樣一些需求和應(yīng)用。
換電站它能夠?qū)崟r的進(jìn)行負(fù)荷的跟蹤，證明了PQ控制策略性的有效性，可開展低谷電消納，結(jié)合分時電價參與相關(guān)輔助市場服務(wù)；能夠較好地平滑新能源出力，實現(xiàn)新能源的平滑接入。
該項目結(jié)合國家的“863”示范應(yīng)用，采用集儲能、分布式光伏、能量調(diào)度系統(tǒng)、交直流光儲充放電機(jī)設(shè)備、即插即用交流充電樁于一體的智慧微電網(wǎng)，也是一個“虛擬電廠樣本”，具備多能互補、B2G、信息采集交互、削峰填谷、電動汽車友好接入、并離網(wǎng)運行等微網(wǎng)調(diào)度功能。這個規(guī)模比較小，它接入之后，電動汽車與原負(fù)荷的功率疊加波動明顯降低，電動汽車的接入明顯提高了專變負(fù)載率，降低了變壓器損耗，達(dá)到了預(yù)期效果。
我們結(jié)合新型電力系統(tǒng)的要求，簡要的對國外情況進(jìn)行了相關(guān)收集，我們發(fā)現(xiàn)在電力市場品種在運營模式方面，國內(nèi)和國外先進(jìn)水平仍然有不小的差距。國外儲能通過政府、輸電方、發(fā)電方、用電方建立合作關(guān)系，從多方獲取收益。當(dāng)然有一個最主要的因素，就是西方發(fā)達(dá)國家的電價比較高，電價高導(dǎo)致峰谷電價差大，促進(jìn)了電力市場活躍，使儲能投入成本回收周期短，這是電力市場在儲能方面得到充分發(fā)展的原因之一。
介紹三個典型的案例，一是是德國儲能，儲能主要用于電網(wǎng)頻率調(diào)整、優(yōu)化光伏電力自發(fā)自用、參與電力現(xiàn)貨市場；電力市場遵循“廠網(wǎng)分開”和交易機(jī)構(gòu)獨立原則，輸電企業(yè)既不可以從事發(fā)電業(yè)務(wù)，也不可以成為交易商；一次調(diào)頻服務(wù)是德國大型電化學(xué)儲能項目最重要的收入來源；調(diào)頻市場通過網(wǎng)上公開拍賣形式進(jìn)行，每周進(jìn)行一次拍賣。
二是歐洲家用儲能，高昂的電價是家用儲能快速發(fā)展的主要因素，由于天然氣價格上漲，電價一同走高；歐洲家用儲能市場在政策與補貼支持下，2016-2019年儲能累計裝機(jī)增量達(dá)60%；德國具有成熟的分布式光儲市場，可再生能源占該國凈發(fā)電量的比例已超過55%，是歐洲最主要的家用儲能市場；截止2020年底，德國家用儲能市場累計部署約2300MWh，已安裝30多萬個住宅電化學(xué)儲能系統(tǒng)。
三是澳大利亞的霍恩斯代爾儲能系統(tǒng)，它在電網(wǎng)端主要是采用輔助服務(wù)，就是提供調(diào)頻、調(diào)峰、電壓支撐，獲取相關(guān)的收益；另在發(fā)電端和某些新能源結(jié)合，平滑一些新能源和可再生能源；在用戶端，參與用戶能源的管理服務(wù)，在低價時儲電，在需求高時放電。這些項目給我們國家?guī)砗芏嘟梃b，習(xí)總書記提出了“要加快建設(shè)全國統(tǒng)一電力市場體系”，這將為我們通過儲能建設(shè)提升電力系統(tǒng)靈活調(diào)節(jié)能力提供了廣闊的發(fā)展空間。
結(jié)合上述案例，我們對分布式儲能與電網(wǎng)運營模式有一些初步思考。典型場景下分布式儲能運營模式：在配網(wǎng)側(cè)，有分布式儲能能支撐分布式電源廣泛接入的運營模式和延緩配網(wǎng)擴(kuò)容改造的運營模式；在用戶側(cè)，有分布式儲能支撐用戶側(cè)電量優(yōu)化管理運營模式和儲能參與市場競爭，形成合理的投資回收周期模式。國外有豐富的電力市場品種，在國內(nèi)主要有兩個具體的促進(jìn)也會給我們帶來廣泛的應(yīng)用，第一個就是習(xí)總書記提出的推動全國性統(tǒng)一的電力市場體系的建設(shè)，將是一個巨大的推動因素，我估計下一步應(yīng)該會出現(xiàn)獨立的交易中心；另一個是國家發(fā)改委出臺的《關(guān)于進(jìn)一步完善分時電價機(jī)制的通知》，初步測算在我們重慶主汛期應(yīng)該有4：1的峰谷價差。分布式儲能發(fā)展及應(yīng)用建議，現(xiàn)在各個地區(qū)的政府都在推動，首先應(yīng)該有財政補充，充分實施峰谷電價、分時電價政策、尖峰電價或經(jīng)政府批準(zhǔn)的儲能充放電專用電價等。另外就是采用輔助服務(wù)，明確并網(wǎng)管理要求，結(jié)合當(dāng)?shù)啬茉促Y源稟賦及需求，積極推動分布式儲能參與多種電力市場的品種，比如現(xiàn)貨市場。再者就是貸款優(yōu)惠，稅收優(yōu)惠，積極開展相關(guān)試點示范應(yīng)用。
三、冰蓄冷技術(shù)研究
結(jié)合重慶的特點，尤其是主汛期有較大的水電的棄水壓力，進(jìn)行低谷冰蓄冷嘗試的研究，利用相對便宜的低谷電制冰蓄冷，在電價高峰時段融冰供冷，減少大型空調(diào)系統(tǒng)負(fù)荷，通過管道和儲冷罐，達(dá)到低谷制冰蓄冷，高峰或系統(tǒng)需要時釋冷，參與相應(yīng)電力市場獲取收益，平緩電網(wǎng)負(fù)荷、節(jié)能減排，同時增加低谷電量，減少低谷、水電的棄水，助力“雙碳”目標(biāo)的實現(xiàn)。
關(guān)鍵技術(shù)1：負(fù)荷特性分析。通過負(fù)荷靈活性及可控性評估方法，分別對可中斷負(fù)荷、儲冷系統(tǒng)、其他冷網(wǎng)等靈活性資源進(jìn)行分析，確定冰蓄冷是一種具有靈活性的需求側(cè)資源。另外一方面，水電從重慶的烏江流域、長江流域，來水的形式特別多，主汛期集中暴雨或復(fù)式洪水就帶來水電棄水壓力。兩種需求把它結(jié)合起來，利用管網(wǎng)，還有儲冷罐，這樣就有一個延時性，提供制冷。冰蓄冷的模式有三種，管網(wǎng)的模式有兩種，將冰蓄冷運行策略、管網(wǎng)運行策略進(jìn)行組合，得到6種組合運行策略下的電冷協(xié)調(diào)調(diào)度結(jié)果進(jìn)行對比分析：同時采用冰蓄冷聯(lián)合運行及考慮管網(wǎng)動態(tài)特性，可使得碳排放量減少，比兩者均不考慮的情況下減少約7.4%；每天水電消納量提升7.5%；單獨采用考慮管網(wǎng)延遲的策略和冰蓄冷聯(lián)合運行策略，對系統(tǒng)性能的改善分別為2%和5%。項目提出的冰蓄冷聯(lián)合運行及考慮管網(wǎng)延遲的組合策略可促進(jìn)夜間水電消納，顯著提升低谷電力市場開發(fā)成效。
同時還可以參與電力的輔助服務(wù)、調(diào)頻，這些都可以發(fā)揮作用。這方面需要建立一個相應(yīng)的平臺，這是2016年我們的探索。
冰蓄冷技術(shù)在重慶有較廣闊的應(yīng)用空間，除豐水期的夏季供冷外，在枯水期的冬季，重慶也是挺冷的，有供熱的需求，可以利用火電廠的低谷進(jìn)行供熱。這些方面的需求也可以產(chǎn)生相應(yīng)的電力市場品種，這需要進(jìn)一步研究和探索。
四、廣陽島能源互聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)建設(shè)
廣陽島是長江流域第二大島，全面10平方公里，將從廣陽島資源稟賦和用戶能源需求出發(fā)，構(gòu)建源網(wǎng)荷儲協(xié)調(diào)互動的綠色能源生態(tài)系統(tǒng)，實現(xiàn)廣陽島冷、熱、電等終端能源需求100%綠色供應(yīng)。應(yīng)用主要包括微風(fēng)發(fā)電、分布式光伏、微型水力發(fā)電和生物質(zhì)能，集成一個零碳的綠色應(yīng)用場景。同時廣陽島還充分利用重慶的江水源冬暖夏涼的特點，開展江水源熱泵和地源熱泵應(yīng)用。最后整個廣陽島會建設(shè)智慧能源系統(tǒng)，負(fù)責(zé)全島的能源數(shù)據(jù)分析與協(xié)同管控，打造“能源數(shù)字孿生島”，構(gòu)建“綠色、低碳、循環(huán)、智能”的能源互聯(lián)網(wǎng)示范區(qū)。
五、展望
下一步我們在重慶這邊的應(yīng)用就是要充分建設(shè)靈活調(diào)節(jié)資源，主要是堅定不移建設(shè)大型抽水蓄能電站；另外一方面，大力推進(jìn)電化學(xué)儲能的試點示范應(yīng)用，比如“新能源+儲能模式”和“火電機(jī)組+儲能模式”，可以是共享的，也可以是集中式的、分布式的；三是結(jié)合政府推出的峰谷電價和分時電價政策，豐富電力市場品種，加快電力市場體系建設(shè)；此外還要推動靈活調(diào)節(jié)資源相關(guān)控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)的建設(shè)，打造園區(qū)級“源網(wǎng)荷儲”智慧能源示范應(yīng)用。
謝謝大家！
