科技日?qǐng)?bào)記者 張?zhí)N?通訊員?王國(guó)棟

截至今年10月底，青海電網(wǎng)共享儲(chǔ)能電站累計(jì)交易4600筆，實(shí)現(xiàn)增發(fā)新能源電量1.39億千瓦時(shí)，為促進(jìn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)大規(guī)模發(fā)展，特別是參與輔助服務(wù)市場(chǎng)交易、促進(jìn)新能源消納提供了重要借鑒。而在8月，由國(guó)網(wǎng)青海省電力公司牽頭承擔(dān)的國(guó)家電網(wǎng)有限公司科技項(xiàng)目“面向大型新能源富集地區(qū)的儲(chǔ)能電站優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”成果正式通過(guò)專家組驗(yàn)收，標(biāo)志著該公司在大規(guī)模儲(chǔ)能電站優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)方面取得重大突破，對(duì)促進(jìn)青海省乃至我國(guó)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)大規(guī)模開發(fā)利用、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要意義。

青海省海西蒙古族藏族自治州的電化學(xué)儲(chǔ)能電站。傅國(guó)斌?攝

(資料圖片僅供參考)

儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)成為青海省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一

高原初冬，天朗氣清。11月22日，在青海省海西蒙古族藏族自治州格爾木市東部千萬(wàn)千瓦級(jí)可再生能源基地光伏產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)，一望無(wú)際的光伏電站猶如湛藍(lán)色的海洋鑲嵌在戈壁黃沙中，源源不斷地將耀眼的陽(yáng)光轉(zhuǎn)化為清潔的綠電，并通過(guò)四通八達(dá)的電網(wǎng)傳輸向遠(yuǎn)方。

截至10月底，青海電網(wǎng)清潔能源裝機(jī)規(guī)模達(dá)到3965.14萬(wàn)千瓦，新能源裝機(jī)規(guī)模達(dá)到2703.58萬(wàn)千瓦，占總裝機(jī)的比重分別為91%和62%。伴隨著省內(nèi)新能源裝機(jī)規(guī)模的快速增長(zhǎng)，“雙高”電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定壓力持續(xù)加大。

儲(chǔ)能作為一種同時(shí)具備有功和無(wú)功調(diào)節(jié)能力、能夠全面增強(qiáng)大型新能源富集地區(qū)電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓能力的新興產(chǎn)業(yè)受到廣泛關(guān)注。目前，全國(guó)已有20多個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）先后出臺(tái)政策，指導(dǎo)支持儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

國(guó)網(wǎng)青海電力科學(xué)研究院電網(wǎng)技術(shù)中心主任宋銳介紹，儲(chǔ)能系統(tǒng)可在新能源大發(fā)時(shí)段將多發(fā)的電能儲(chǔ)存起來(lái)，在用電高峰時(shí)段進(jìn)行釋放，從而有效緩解電網(wǎng)調(diào)峰壓力。同時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)具有快速、精確響應(yīng)電網(wǎng)調(diào)度指令的優(yōu)點(diǎn)，較傳統(tǒng)的火電調(diào)頻機(jī)組具有更好的調(diào)頻響應(yīng)特性。此外，儲(chǔ)能電站還同時(shí)具備有功調(diào)節(jié)能力和無(wú)功調(diào)節(jié)能力，可以全面增強(qiáng)大型新能源富集地區(qū)電網(wǎng)的調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓能力，從而有力保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，大大提高新能源消納能力。

得益于青海富裕的新能源資源、鋰資源及當(dāng)?shù)卣母叨戎匾?，?chǔ)能產(chǎn)業(yè)在青海發(fā)展快速，已成為青海省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一?！肚嗪Ｇ|元鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》顯示，預(yù)計(jì)到2025年，青海鋰電產(chǎn)業(yè)投資有望達(dá)到1600億元，產(chǎn)值達(dá)到1800億元以上。

國(guó)網(wǎng)青海電力科技創(chuàng)新部科技處副處長(zhǎng)王海亭說(shuō)：“當(dāng)前，國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的儲(chǔ)能電站基本是以直接接入發(fā)電側(cè)或用戶側(cè)的形式運(yùn)行。儲(chǔ)能電站只有接入大電網(wǎng)，并由電網(wǎng)對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)籌運(yùn)行和管理，它的作用才能得到充分發(fā)揮。”然而，無(wú)論是研究層面還是實(shí)踐層面，國(guó)內(nèi)外對(duì)于大規(guī)模儲(chǔ)能電站與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行的成功案例仍然很少。

2019年，在國(guó)家電網(wǎng)公司的大力支持下，由國(guó)網(wǎng)青海電力牽頭，聯(lián)合中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司、國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院有限公司、許繼集團(tuán)有限公司、國(guó)網(wǎng)冀北電力有限公司的科研團(tuán)隊(duì)，承接公司科技項(xiàng)目“面向大型新能源富集地區(qū)的儲(chǔ)能電站優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”，共同開展科研攻關(guān)。

青海電科院原副院長(zhǎng)、該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人張海寧說(shuō)：“項(xiàng)目結(jié)合未來(lái)儲(chǔ)能電站發(fā)展形勢(shì)以及儲(chǔ)能電站在電網(wǎng)中的各種應(yīng)用場(chǎng)景，率先立項(xiàng)并深入研究大規(guī)模儲(chǔ)能電站調(diào)度運(yùn)行相關(guān)技術(shù)，包括有功、無(wú)功優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)及控制策略，努力為大規(guī)模儲(chǔ)能電站與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行提供技術(shù)支撐。”

青海海西千萬(wàn)千瓦級(jí)可再生能源基地光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)園區(qū)。王國(guó)棟 攝

儲(chǔ)能與電網(wǎng)協(xié)調(diào)運(yùn)行技術(shù)難題有了解決方案

當(dāng)前國(guó)內(nèi)外針對(duì)儲(chǔ)能電站的研究主要集中在協(xié)調(diào)控制和能量管理上，而以儲(chǔ)能電站為整體開展在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)和綜合評(píng)價(jià)等方面的研究極少，而面向省級(jí)電網(wǎng)或更大區(qū)域電網(wǎng)的儲(chǔ)能電站群的研究尚屬空白。

項(xiàng)目開展伊始，項(xiàng)目組首先明確了三大研究課題，即大型新能源富集地區(qū)儲(chǔ)能電站調(diào)度接入技術(shù)、送端電網(wǎng)的儲(chǔ)能電站優(yōu)化調(diào)度技術(shù)、省級(jí)電網(wǎng)的儲(chǔ)能電站調(diào)度模塊開發(fā)與應(yīng)用。

項(xiàng)目組根據(jù)各參研單位的業(yè)務(wù)領(lǐng)域和研究?jī)?yōu)勢(shì)，對(duì)三大課題研究任務(wù)及內(nèi)容進(jìn)行合理分工，確保項(xiàng)目科學(xué)化、規(guī)范化實(shí)施推進(jìn)。

研究期間，針對(duì)大型新能源富集地區(qū)的儲(chǔ)能電站調(diào)度接入技術(shù)研究，研究人員分別從信息建模和調(diào)度接入方式兩個(gè)角度開展研究，提出標(biāo)準(zhǔn)化信息模型和儲(chǔ)能電站調(diào)度接入模式。在此基礎(chǔ)上，研究人員分別分析電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、無(wú)功支撐等應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)儲(chǔ)能電站的性能需求，從而提出合理的性能指標(biāo)和要求，有效解決了儲(chǔ)能電站接入調(diào)度的信息建模和接入模式問(wèn)題。

針對(duì)大型新能源富集地區(qū)送端電網(wǎng)的儲(chǔ)能電站優(yōu)化調(diào)度技術(shù)研究，研究人員建立了儲(chǔ)能參與調(diào)峰控制的調(diào)度模型與經(jīng)濟(jì)特性模型，研究?jī)?chǔ)能與常規(guī)機(jī)組等其他靈活性可調(diào)節(jié)電源協(xié)調(diào)的優(yōu)化調(diào)度策略；基于儲(chǔ)能的運(yùn)行特性及新能源場(chǎng)站對(duì)電網(wǎng)電壓影響特性及新能源大量接入后電網(wǎng)電壓的分布特性，提出了科學(xué)高效的儲(chǔ)能電站優(yōu)化分配策略。

針對(duì)大型新能源富集地區(qū)省級(jí)電網(wǎng)的儲(chǔ)能電站調(diào)度模塊開發(fā)與應(yīng)用，研究人員首先建立了儲(chǔ)能電站的綜合評(píng)價(jià)模型，并基于電網(wǎng)調(diào)度D5000系統(tǒng)開發(fā)了省級(jí)電網(wǎng)大規(guī)模儲(chǔ)能電站調(diào)度模塊，設(shè)計(jì)了底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和上層人機(jī)交互界面，研發(fā)了基于調(diào)度端D5000 的大規(guī)模儲(chǔ)能電站調(diào)度開發(fā)系統(tǒng)，為大規(guī)模儲(chǔ)能調(diào)度提供了決策工具。

今年4月，歷時(shí)三年的“面向大型新能源富集地區(qū)的儲(chǔ)能電站優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”項(xiàng)目完成了全部研究。項(xiàng)目形成技術(shù)報(bào)告3份，發(fā)表重要論文5篇，申請(qǐng)發(fā)明專利7項(xiàng)，申請(qǐng)軟件著作權(quán)1項(xiàng)。

優(yōu)化調(diào)度策略支撐儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)大規(guī)模高質(zhì)量發(fā)展

11月23日，在位于海西蒙古族藏族自治州格爾木市東部約10公里處的上海電氣格爾木美滿閔行儲(chǔ)能電站，是國(guó)內(nèi)首個(gè)商業(yè)化運(yùn)行的獨(dú)立儲(chǔ)能電站。在該站6個(gè)電池倉(cāng)內(nèi)，52排、5928塊磷酸鐵鋰電池整齊排列，項(xiàng)目經(jīng)理申元松和同事正在這里仔細(xì)巡視儲(chǔ)能電站運(yùn)行情況。

今年2月28日，青海省人民政府印發(fā)《青海省“十四五”能源發(fā)展規(guī)劃》，其中明確到2025年，力爭(zhēng)建成電化學(xué)等新型儲(chǔ)能600萬(wàn)千瓦。青海已成為目前儲(chǔ)能規(guī)劃裝機(jī)量最高的省份之一。相關(guān)支持政策相繼出臺(tái)，為青海儲(chǔ)能高質(zhì)量發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

8月，“面向大型新能源富集地區(qū)的儲(chǔ)能電站優(yōu)化調(diào)度運(yùn)行關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”科研成果正式通過(guò)專家組驗(yàn)收。專家組認(rèn)為，該項(xiàng)目成果在儲(chǔ)能電站與電網(wǎng)調(diào)度的信息交互方式、儲(chǔ)能電站調(diào)度接入性能要求、儲(chǔ)能電站參與電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻及無(wú)功支撐等優(yōu)化策略、百兆瓦級(jí)大型儲(chǔ)能電站的綜合性能評(píng)價(jià)等方面取得了豐碩的創(chuàng)新性研究成果。

為檢驗(yàn)儲(chǔ)能電站調(diào)度模塊實(shí)際應(yīng)用效果，國(guó)網(wǎng)青海電力將該模塊部署在該公司調(diào)度控制中心D5000系統(tǒng)上，并將多個(gè)儲(chǔ)能電站接入其中。模塊運(yùn)行后，儲(chǔ)能電站的綜合性能、運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行效果分析、能效分析、可靠性分析等功能運(yùn)行正常高效，運(yùn)行結(jié)果一目了然。

國(guó)網(wǎng)青海電力調(diào)控中心水電及新能源處處長(zhǎng)李延和說(shuō)：“我們?cè)隍?yàn)證儲(chǔ)能電站調(diào)度模塊應(yīng)用效果期間，模塊能夠精準(zhǔn)采集儲(chǔ)能電站和電網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并經(jīng)過(guò)綜合計(jì)算后給出準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，為調(diào)度人員從全網(wǎng)角度對(duì)大規(guī)模儲(chǔ)能電站進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度提供了有力支撐，檢驗(yàn)效果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)?！?/p>

接下來(lái)，國(guó)網(wǎng)青海電力將基于大規(guī)模儲(chǔ)能電站調(diào)度模塊的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，開展儲(chǔ)能電站運(yùn)行數(shù)據(jù)分析、支撐能力評(píng)估、并網(wǎng)性能評(píng)價(jià)研究及模塊新功能開發(fā)，充分掌握儲(chǔ)能電站對(duì)電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、穩(wěn)壓等實(shí)際支撐效果，為實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電站的規(guī)范化管理和統(tǒng)一考核，推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)大規(guī)模開發(fā)利用提供更加有力的科技支撐。

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