近年来,锂储能是新储能技术的重要代表,具有良好的工业前景。山东省枣庄华电滕州储能项目作为中国领先的集中共享电化学储能峰值调整项目,实现了应急启动和峰值发电,为保证区域电网的稳定性做出了贡献。
截至去年底,华电滕州储能项目累计充电6200万千瓦时,放电5000万千瓦时。
大型“充电宝”可以有效提高供电系统的压力。近年来,山东省枣庄市布局了锂电池产业链。锂电池储能作为新储能技术的重要代表,具有良好的工业前景。
枣庄华电滕州储能项目作为中国领先的集中共享电化学储能峰值调整项目,于2021年12月30日开始全功率运行。截至2022年12月底,当项目累计充电6200万千瓦、放电5000万千瓦时,将在北京冬奥会、冬季残疾奥运会、夏季用电高峰、冬季高峰期实现应急启动和高峰发电,充分发挥能源供应的作用。最近,记者来到滕州,参观了当地电化学储能的发展。
锂电池充放一体化,成为“充电宝”
走进华电滕州新源热电有限公司(以下简称“新源热电”)工厂,通过建筑物众多的火电发电区域,转移到华电滕州的储能项目东铁围栏周围的小庭院。这里有100多个白色容器室。
“这是我们项目的储能电站,包括磷酸铁锂电池储能系统,由80个电池舱和40个变流变压舱组成,以及1兆瓦/2兆瓦时的全钒液流电池储能系统。整个电站的功率为101兆瓦,总容量为202兆瓦。”新源热电生产技术部电气专业工程师刘柱说,他指向旁边的两层楼。“这是一个有储能电站的‘大脑’能量管理系统的配电楼。只有发出指令,电站才能运行。”
电站与电网相连,但由于电网流动交流电,电压高,储能电站的电池舱为DC电,充放电时必须转换。充电时,电网110KV的电源只能通过高压变压器降压后才能进入配电楼的35KV母线。
运营部电气专业工程师陈林走到一个白色容器前,打开变压舱门,面对一个小窗户。里面有一个变压器,过道两侧有两个双向变压器。“35KV的电力将再次变压,降至400伏。电力通过前后两次变压,然后流入双向变压器,类似于手机充电时的‘充电器’,从交流电到DC电。”
容器两侧各有一个电池舱。进入一个狭窄的机舱,电池组密集在左右两侧。“这相当于每个电池舱有两个‘充电宝’,共有2940个电池芯。”陈林说,转换后的电源可以通过四个变流器继续流入电池舱,一个变流变压器可以驱动两个电池舱。放电过程相反。
刘柱说:“锂电池充放过多会造成安全隐患。为了防止这种情况,每个电池舱安装了210个电池管理系统,类似于传感器,可以实时监控每个电池芯的状态。”。为了保证锂电池的安全运行,控制温度低于35℃,刘柱还带领团队开发了储能电池舱空调自动控制系统,可以实时感知舱内温度,自动调节,让锂电池在夏季全功率运行。
参与峰值调整,促进供电系统的清洁和稳定
进入配电大厦控制室,能源管理系统显示在LED显示屏上。储能电站的所有子系统和电池舱、变压器、空调、消防等数据都聚集在这里,可以随时搜索和检查。
刘柱说:“储能电站每天的充放电时间不完全一样。第二天的充放电曲线要根据各种数据预测,报国家电网山东调度中心,由中心统一安排。”。
今年1月21日18:00,储能电站按时启动,放电“充电宝”,控制每个电池在室内屏幕上的电量不断跳动。“通常储能电站每天充电两个小时,一次充电22万千瓦时,放电18万千瓦时。当你参与峰值调整时,你可以在两三秒内满载运行,类似于汽车启动,可以快速响应。”刘柱说。
据了解,山东新能源安装规模较大。目前滕州用于发电的新能源一般是风电和光伏,尤其是光伏。滕州能源事务中心副主任王延磊表示:“风速和光伏发电季节性波动较大,对储能要求较高。为了提高新能源的消耗能力,有必要建立一个储能电站,否则风和灯可能会被抛弃,造成资源浪费。”。
“例如,在2022年夏季高峰期(6月至9月),当我们充电2095万千瓦时,我们放电1798万千瓦,以确保电力的正常运行。”刘柱说,电化学储能不仅是新能源发电带来的稳定电网负荷,也是传统火电的重要辅助,既能保证供电系统的稳定性,又能减少碳排放。”根据今天储能电站的储能能力,当新能源电力每年增加1亿千瓦时,煤炭消耗约3.1万吨,二氧化碳排放约8.9万吨。”
积极探索,参与现货电力交易
每日,新源热电营销调度部专业工程师龚学仲的一项重要任务就是关注电力市场价格,通过充放电价差获得收益。
“今年以来,山东实施了新的储能市场化运营,并将其纳入山东电力现货交易平台。该平台可以快速查询电网实时运行数据、负荷预测、电力用户历史负荷曲线等重要信息。”龚学忠表示,2022年3月1日,华电滕州储能项目正式参与电力现货交易,成为中国第一批参与现货市场的储能项目之一。
在交易平台上,现货电力结算价格每15分钟变化一次,按小时结算。龚学忠和另一位同事应该预测第二天电站的充放电曲线。“我们通常需要提前三天到一周检查天气预告,总结统计规则,注意即时电费。”龚学忠说,当电网电力过剩时,电费非常便宜,放电价格可以达到每千瓦时五六美分。
龚学忠表示,目前华电滕州储能项目的收入渠道不仅包括电力现货交易,还包括容量补偿和容量租赁。“政府制定了容量成本回收机制。”龚学忠表示,电力现货交易平台对参与现货市场的发电主体进行了可用容量成本补偿,费用按每千瓦时9分9分从用户端收取。火电和新能源企业此前主要补偿参与现货市场。为了促进新储能市场的发展,山东每月给予第一批参与电力现货交易的储能电站适度的容量补偿。
如何计算可用容量?2022年6月,山东发布文件,要求按储能电站批准的充电容量和备用时间计算,并按储能电站安装容量的1/6进行补偿。
此外,华电滕州储能项目还探索了容量租赁。与分布式储能电站相比,华电滕州储能项目具有显著的集中优势。“根据规定,新能源站的建设必须配备一定容量的储能电站,但这种分布式储能电站质量参差不齐,管理困难,不受调度中心指挥,电力调节作用较弱。”王延磊说,有了集中式储能电站,新能源站可以从电站租用容量指标,无需自行建设,通过共享实现多方共赢。
目前,华电滕州储能项目全部容量已实现短期集中分享。据了解,山东省储能电站容量租赁市场前景广阔。华电滕州储能项目租赁企业一般是中国华电集团有限公司内部的5家企业,租赁后可实现预期收入。
“就目前的运营情况来看,储能电站每年可以充放350次,第一年参与现货市场将实现收支。今年,山东省实施了分时峰谷指数,进一步扩大了储能电站的现货收入。”龚学忠说。
人民日报(2023年2月7日第10版)
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