儲能中國網(wǎng)獲悉，近日，中國電力企業(yè)聯(lián)合會發(fā)布了24個(gè)電化學(xué)儲能行業(yè)創(chuàng)新與應(yīng)用典型案例，旨在進(jìn)一步推動行業(yè)安全高質(zhì)量發(fā)展，發(fā)掘總結(jié)并交流推廣成功經(jīng)驗(yàn)和有益做法，發(fā)揮典型引領(lǐng)作用。典型案例——“華能烏什175MW/700MWh儲能示范項(xiàng)目”。

　　華能烏什175MW/700MWh儲能示范項(xiàng)目

　　烏什縣華能新能源有限責(zé)任公司

　　一、項(xiàng)目簡介

　　太陽能和風(fēng)能等新能源受天氣、季節(jié)、地理?xiàng)l件等多種因素影響，發(fā)電效果具有較大的波動性和不確定性。新能源配儲可以有效解決新能源發(fā)電不穩(wěn)定的問題，提高電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，提高能源利用效率。

　　分散式儲能和集中式儲能是兩種重要的儲能方式。集中式儲能方案拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，采用一級AC/DC，直流側(cè)電池直接并聯(lián)。但這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)達(dá)到百兆瓦規(guī)模時(shí)，會出現(xiàn)一些問題，例如直流拉弧、直流側(cè)的并聯(lián)容量損失、并聯(lián)環(huán)流等。

　　為解決上述問題，華能烏什700MW光伏系統(tǒng)配置175MW/700MWh分散式磷酸鐵鋰電池電化學(xué)儲能系統(tǒng)。儲能系統(tǒng)投運(yùn)后主要參與新疆維吾爾自治區(qū)電力輔助、電網(wǎng)調(diào)峰等服務(wù)，年消納新能源電量約25200萬kWh，壓減煤炭消納約10.8萬t，有效提升新疆電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力、增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性。

　　二、解決方案

　　華能烏什700MW光伏儲能電站總規(guī)模175MW/700MWh(分散式)，采用戶外集裝箱布置方案，共建設(shè)2座獨(dú)立儲能電站，1號儲能電站建設(shè)規(guī)模為100MW/400MWh，2號儲能電站建設(shè)規(guī)模為75MW/300MWh，1號儲能電站接入原有220kV果魯克光伏匯集站的35kV擴(kuò)建間隔，2號儲能電站接入新建華能阿熱勒220kV匯集站的35kV間隔。儲能單元之間采用環(huán)網(wǎng)接線，逆變器升壓后，分單元經(jīng)35kV集電線路接至升壓站35kV配電裝置。

　　1號儲能電站共包含17套5.76MW升壓艙、1套2.88MW升壓艙和70套5.734MWh電池艙。4套電池艙對應(yīng)1套PCS系統(tǒng)，共18個(gè)儲能單元(17個(gè)5.76MW/22.936MWh單元和1個(gè)2.88MW/11.468MWh單元)。儲能系統(tǒng)功率為5.76MW(或2.88MW)、充放電倍率為0.25C，采用高安全性、高可靠性磷酸鐵鋰電芯進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。每套電池艙標(biāo)稱容量為5.734MWh，配置控制柜、開關(guān)柜、熱管理系統(tǒng)、消防系統(tǒng)，并集成安裝在標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)制艙中。每個(gè)電池柜由20個(gè)磷酸鐵鋰電池箱串聯(lián)而成，由1套電池管理系統(tǒng)管理。每個(gè)電池箱由20個(gè)280Ah LFP電芯通過1P20S方式進(jìn)行成組，由1個(gè)電池監(jiān)測單元管理。該項(xiàng)目具有建設(shè)周期短、占地面積小、運(yùn)維成本低、安全性高等特點(diǎn)。

　　圖1 華能烏什儲能1號電站(100MW/400MWh)

　　2號儲能電站共包含22套3.35MW升壓艙、1套1.52MW升壓艙和44套6.709MWh液冷電池艙、1套5.963MWh液冷電池艙，2套6.709MWh電池艙對應(yīng)1套3.35MW PCS系統(tǒng)。儲能系統(tǒng)功率為3.35MW(或1.52MW)、充放電倍率為0.25C，采用高安全性、高可靠性磷酸鐵鋰電芯進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)。每套電池艙標(biāo)稱容量為6.709MWh(5.963MWh)，配置控制柜、開關(guān)柜、熱管理系統(tǒng)、消防系統(tǒng)，并集成安裝在標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)制艙中。每個(gè)電池柜由8個(gè)磷酸鐵鋰液冷電池箱串聯(lián)而成，由1套電池管理系統(tǒng)管理。每個(gè)電池箱由52個(gè)280Ah LFP電芯通過1P52S方式進(jìn)行成組，由1個(gè)電池監(jiān)測單元來管理。該項(xiàng)目具有建設(shè)周期短、占地面積小、運(yùn)維成本低、安全性高等特點(diǎn)。

　　圖2 華能烏什儲能2號電站(75MW/300MWh)

　　儲能電站采用華能自主研發(fā)的1500V電壓等級模塊化分散式儲能變流器，具有系統(tǒng)慣量高、電壓與頻率支撐能力強(qiáng)等優(yōu)勢，通過對儲能系統(tǒng)電池能量的精細(xì)化管理和智能化管理，可平抑新能源發(fā)電波動，提升電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力，有效應(yīng)對電網(wǎng)負(fù)荷峰谷差大、變化快等問題，為電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行提供有力支撐。

　　分散式電池儲能系統(tǒng)與傳統(tǒng)集中式儲能系統(tǒng)相比，在電池簇工作狀態(tài)一致性、系統(tǒng)容量可用率、效率、循環(huán)壽命、故障下系統(tǒng)可用率、故障預(yù)警能力、運(yùn)維難度、安全性等多個(gè)方面具有優(yōu)勢，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)處于國際領(lǐng)先水平。

　　圖3 分散式儲能的具體拓?fù)涫疽鈭D

　　模塊化PCS采用一級AC/DC拓?fù)洌瑢⒍鄠€(gè)PCS模塊集中在一套控制器內(nèi)控制，在交流側(cè)并聯(lián)，在直流側(cè)可靈活選擇獨(dú)立接入電池。

　　三、關(guān)鍵點(diǎn)與創(chuàng)新點(diǎn)

　　1.分散式儲能系統(tǒng)

　　本項(xiàng)目首次采用華能自主研發(fā)的1500V電壓等級模塊化分散式儲能變流器，相較于集中式儲能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電池簇的虛擬并聯(lián)和簇間解耦，實(shí)現(xiàn)了電池模塊的獨(dú)立控制。在模組故障時(shí)，實(shí)現(xiàn)了模組單個(gè)切離抽出，消除了安全隱患及對其他電池模組的影響，可將安全風(fēng)險(xiǎn)降到最低，有效解決了電池簇之間的并聯(lián)失配、并聯(lián)環(huán)流問題。

　　圖4 分散式儲能與集中式儲能拓?fù)鋵Ρ?/p>

　　針對每個(gè)電池簇設(shè)計(jì)優(yōu)化的能量分配策略，實(shí)現(xiàn)電池簇能量的最大化利用及電池簇之間的主動能量均衡控制，大大延長了電池系統(tǒng)整體循環(huán)壽命，并支持新舊電池簇混用。

　　圖5 分散式儲能系統(tǒng)均衡與壽命

　　2.消防系統(tǒng)

　　本項(xiàng)目2號儲能電站采用壓縮空氣泡沫消防滅火系統(tǒng)和水消防全方面保護(hù)儲能設(shè)備，具有滅火效率高、不復(fù)燃、長時(shí)間持續(xù)提供泡沫、持續(xù)降溫的特點(diǎn)。

　　壓縮空氣泡沫由水、泡沫液與空氣組成，在一定壓力下充分混合產(chǎn)生均質(zhì)泡沫。泡沫呈微六邊形結(jié)構(gòu)，細(xì)膩均一，析液時(shí)間長，可迅速隔離氧氣，撲滅明火，持續(xù)降溫，防止復(fù)燃。壓縮空氣泡沫滅火方艙在接收到相應(yīng)的指令時(shí)，能夠快速響應(yīng)，啟動系統(tǒng)內(nèi)部各部件，生成壓縮空氣泡沫，通過管網(wǎng)、噴頭、泡沫槍釋放到指定區(qū)域，提高儲能電站安全性。

　　3.國產(chǎn)化能量管理系統(tǒng)

　　站控層主機(jī)操作系統(tǒng)設(shè)備均采用國產(chǎn)化協(xié)調(diào)控制器設(shè)備及操作系統(tǒng)。支持國產(chǎn)時(shí)序數(shù)據(jù)庫，高壓縮比，節(jié)省空間90%以上。采用全數(shù)據(jù)秒級存儲。歷史數(shù)據(jù)能存儲10年以上。

　　設(shè)備國產(chǎn)化可以提高國內(nèi)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和自主研發(fā)能力，還可以帶動就業(yè)、降低環(huán)境污染、推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)升級，實(shí)現(xiàn)從低端加工制造向高端技術(shù)創(chuàng)新方向的轉(zhuǎn)變，提高產(chǎn)業(yè)附加值和國際競爭力。

　　圖6 能量管理系統(tǒng)

　　四、實(shí)際成效

　　華能烏什700MW光伏儲能項(xiàng)目的投運(yùn)，提升了新疆電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力、增強(qiáng)了電網(wǎng)穩(wěn)定性，改善了電網(wǎng)用電負(fù)荷壓力峰谷差大、變化快速、新能源消納等問題，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行、提升新能源資源綜合利用率、助力構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)提供強(qiáng)有力支撐，具有良好的示范引導(dǎo)作用，指導(dǎo)儲能技術(shù)良性發(fā)展。

　　五、經(jīng)濟(jì)效益及推廣前景

　　華能烏什700MW光伏儲能項(xiàng)目的建設(shè)與運(yùn)營帶動當(dāng)?shù)丶庸ぶ圃鞓I(yè)、運(yùn)輸業(yè)、服務(wù)業(yè)、地方材料供應(yīng)等多種產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，能夠拉動地區(qū)經(jīng)濟(jì)投資，開辟新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。不僅能直接推動烏什縣經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，還能帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，具有一次投資、長期受益的綜合效應(yīng)。

　　隨著全球能源結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)型和新能源的快速發(fā)展，儲能技術(shù)將在保障能源穩(wěn)定供應(yīng)、提高能源利用效率以及推動能源轉(zhuǎn)型等方面發(fā)揮越來越重要的作用。

　　六、團(tuán)隊(duì)介紹

　　團(tuán)隊(duì)成員共24名，平均年齡36歲，擁有研究生學(xué)歷人員8人。團(tuán)隊(duì)成員專業(yè)領(lǐng)域涉及管理、財(cái)務(wù)、造價(jià)、材料、電氣、電力電子、大數(shù)據(jù)等多個(gè)學(xué)科。