電網(wǎng)側(cè)儲能項目分享和應(yīng)用分析

在近日的相關(guān)會議上，浙江南都能源互聯(lián)網(wǎng)運營有限公司總工譚建國發(fā)表了主題“電網(wǎng)側(cè)儲能項目分享和應(yīng)用分析”，主要分三塊

第一，電網(wǎng)側(cè)儲能的價值，我想從我們企業(yè)角度提出來電網(wǎng)側(cè)遇到的問題和需求。

第二，分享南都針對電網(wǎng)側(cè)解決方案。

第三，在國內(nèi)和海外已經(jīng)落地的幾個項目，談一談我們對電網(wǎng)側(cè)儲能技術(shù)應(yīng)用的情況。

公司介紹，南都電源是一家民營企業(yè)，是1994年成立，2010年深圳創(chuàng)業(yè)板上市。有四大板塊，智慧儲能、綠色出行、通信及數(shù)據(jù)、資源再生。目前南都綠源擁有國家技術(shù)中心，國家高新技術(shù)企業(yè)，也是國內(nèi)最早的一個行業(yè)認證。目前擁有專利1000余項，發(fā)明專利400余項，承擔(dān)國家標準40項，承擔(dān)國家及省部級重大項目10項。南都目前從產(chǎn)業(yè)鏈這一塊，從原材料、產(chǎn)品應(yīng)用、運維服務(wù)、資源再生、原材料，已經(jīng)形成一個全產(chǎn)業(yè)鏈的生態(tài)。

前面的專家已經(jīng)講了，我們行業(yè)很多專家對電網(wǎng)側(cè)儲能的認識比我們企業(yè)更深。電網(wǎng)從能源變革大的背景下面，我們能源結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的話，整個電網(wǎng)架構(gòu)也是發(fā)生一個變化。傳統(tǒng)電網(wǎng)的話從端到端，發(fā)電、輸電、配電、用電，每一端有一個非常完整、完善的相應(yīng)的一些標準。隨著我們大量新能源，部分是分布式電源進入到我們電網(wǎng)之后，對我們電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的話發(fā)生很大的變化，當時在2008年第一次美國學(xué)者出了一本《第三次工業(yè)革命》，看了那本書之后，當時認為這種事情會不會發(fā)生？但是目前來看這種事情在我們身邊也發(fā)生著。

一、電網(wǎng)面臨幾個大的挑戰(zhàn)

第一，發(fā)電側(cè)和用戶、負荷端形成一個嚴重的背離。

第二，很多新能源電站都建在西北，用戶端在東部，就形成負荷和發(fā)電背離之后，國家采取特高壓的方式來實現(xiàn)背離的問題。也出現(xiàn)另外一個問題，強直弱交的問題，給直流雙極閉鎖故障帶來的安全隱患。

第三，隨著新能源的大規(guī)模并網(wǎng)，對電網(wǎng)和用戶，對電能質(zhì)量，以及電網(wǎng)的靈活性，以及跟我們用戶互動的話要求逐步提高。

電力需求從企業(yè)角度來分析有四大需求點

第一，隨著人工智能大數(shù)據(jù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)中心大幅度的增長。

第二，與快速出行相關(guān)的軌道交通以及高鐵相關(guān)的，這里面有負荷在里面。

第三，電動汽車電動化相關(guān)的充電站，特別電動汽車大量充電的時候?qū)ξ覀冸娋W(wǎng)很大的沖擊。

第四，與城鎮(zhèn)化進程相關(guān)的工商業(yè)居民用電。這幾塊來說，對我們電網(wǎng)提出一些挑戰(zhàn)。對于新能源的接入，我們電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻的能力要求更高。

國家2025中國制造這么一個產(chǎn)業(yè)，也提出新的要求，對供電可靠性、電能質(zhì)量提出一些要求。分布式電能汽車包括分布式電源等等。

電網(wǎng)側(cè)在儲能里面產(chǎn)生的一些價值。早上浙江電科院分享這個事，未來電儲能參與電力輔助服務(wù)的話，有哪些優(yōu)勢？當時做了一個十三五規(guī)劃，這是浙江省的十三五規(guī)劃和電力系統(tǒng)的十三五規(guī)劃。預(yù)測的話到2020年我們負荷大幅度增加。2018年突破8000萬，到2020年接近一億。右邊這個圖作為電網(wǎng)里面調(diào)峰的話，作為調(diào)峰電源目前來看絕大多數(shù)靠規(guī)劃抽蓄，也預(yù)備了很多火電機組做深度調(diào)峰。

這么一個情況下面盡管水電和抽蓄，以及同樣火電機組作為深度調(diào)峰。在這么一個背景下面的話，在十三五規(guī)劃，2020年結(jié)束的時候它的調(diào)峰還有接近49萬千瓦調(diào)峰的缺口。這個里面我們認為儲能本身是相對于抽蓄來講響應(yīng)速度快，建設(shè)周期短，可以在短時間之內(nèi)實現(xiàn)我們這個電網(wǎng)的需求，應(yīng)該是填補調(diào)峰缺口更加有效的這么一個手段。

電網(wǎng)側(cè)儲能的現(xiàn)狀和發(fā)展，剛才我們平高的專家已經(jīng)說得很清楚了，不再展開了。

二、南都在電網(wǎng)側(cè)儲能解決方案

南都目前提供儲能一站式解決方案，從我們產(chǎn)品，南都本身做電池，包括鉛炭電池、鋰電池、儲能云平臺，我們也具備了系統(tǒng)集成、工程建設(shè)、投資運營的服務(wù)，到資源回收，我們目前從市場和技術(shù)能力、商業(yè)模式都取得很大的變化。

南都針對電網(wǎng)不同的需求的話多元化裝備產(chǎn)品解決方案，我們在電網(wǎng)里面需求的話分成四大類

第一類，功率型。以調(diào)頻為主的，2次以上的需求。

第二類，混合型，一般一個小時以上。

第三類，能量型。一般2小時左右。

第四類，高能量型，4小時以上左右的。目前針對不同的客戶的話，我們可以從2MWh到3MWh這么一個產(chǎn)品裝備。

針對這么一個情況提供兩種解決方案

第一，分布式儲能解決方案。這個是All－in one設(shè)計，包括從消防、環(huán)保、控制系統(tǒng)集中在一個集裝箱，一個模塊可以達到1．5MWh，設(shè)計壽命15年。優(yōu)點是可實現(xiàn)即插即用，快速部署，在應(yīng)急電源和邊緣地區(qū)快速部署的時候?qū)崿F(xiàn)這種解決方案。

第二，集中式解決方案。把電池的系統(tǒng)、變壓器一體預(yù)制艙、并網(wǎng)柜分開來建設(shè)，單個模塊容量達到3MWh，在海外已經(jīng)開始推的。

前面很多專家一直強調(diào)，我們這個儲能系統(tǒng)在設(shè)計、建造、運行過程中，大家非常關(guān)注幾個點，安全和可靠性。從我們南都這幾個角度，談一談我們對安全和可靠性設(shè)計。

第一，我們要去研究電池以及電池系統(tǒng)，發(fā)生熱失控原因是什么？我們要做熱失控預(yù)防性設(shè)計，我們有一些核心的技術(shù)，對于電池本體性能的研究。從系統(tǒng)設(shè)計里面從這么幾大塊，熱仿真模擬設(shè)計、熱管理控制策略、電池狀態(tài)評估，特別是電池的溫度、溫身。對于PACK、箱體、插件溫度監(jiān)測、報警和保護。有些電站里不可能去做的，對電芯可能會做一些相關(guān)的監(jiān)測，但是對于我們一些接口的溫度的監(jiān)測，包括它的一些溫身的情況大家會有一些盲點。

第二，全方位電池安全監(jiān)測與保護設(shè)計。包括絕緣、過流保護、過壓／欠壓保護、過溫保護，外部短路保護、過充、過放保護，安全介地保護設(shè)計，在單個模組和模組之間的隔離，通過組間采用熔絲隔離防短路保護設(shè)計。

第三，怎么做消防控制。我們采用管道式的定位設(shè)計，采取消防的方式，也是氣體自動滅火裝置，系統(tǒng)聯(lián)動控制，包括消防預(yù)警系統(tǒng)。

第四，儲能系統(tǒng)接入可靠性設(shè)計。電能質(zhì)量在線監(jiān)測、穩(wěn)態(tài)精度控制、故障自動解列設(shè)計、并聯(lián)諧波、防孤島等等核心的設(shè)計。

具體的設(shè)計，從主動均衡與防環(huán)流設(shè)計。我們儲能設(shè)計，通過5、6處的方式并聯(lián)之后實現(xiàn)一個儲能單元，這么一種情況下，在運行時間長了以后，由于電池單體的差異，會導(dǎo)致出口處偏流和環(huán)流的問題，在電池這方面提出系統(tǒng)要求。

專利熱管理設(shè)計，從我們模組、電池集裝箱，通過這種模擬下來的話，模組之間溫差大概在5度左右，整個集裝箱出口處兩個集裝箱介插點最高溫差不超過8度。

三、南都在儲能案例以及應(yīng)用方向

目前南都在儲能方向從多個應(yīng)用場景，包括我們在電網(wǎng)側(cè)，跟湖南電網(wǎng)、河南電網(wǎng)、江蘇電網(wǎng)的項目，在國外也做了德國50MW一次調(diào)頻儲能項目，還有印度電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻，在配網(wǎng)側(cè)做了新加坡工業(yè)園區(qū)，20MW和160MWh，還有能源互聯(lián)網(wǎng)的示范項目，針對一個園區(qū)光伏＋儲能，以及加電能質(zhì)量的這么一個項目。還有光儲充、數(shù)據(jù)中心、多能互補。

應(yīng)用場景是多場景都有覆蓋，這個是我們在電網(wǎng)側(cè)這一塊，在我們湖南和河南，變電站儲能調(diào)峰調(diào)頻的應(yīng)用，解決變壓器重載和過載的問題。湖南承載了24MW／48MWh規(guī)模，已經(jīng)投運了，作為AGC調(diào)頻以及調(diào)峰。

河南電網(wǎng)龍山變電站，是9．6MW／9．6MWh，2018年投運，設(shè)計到交付大概在33天，33天之內(nèi)也是基于南都前期在電站的設(shè)計和建設(shè)的經(jīng)驗。

這是德國調(diào)頻一個項目，德國電網(wǎng)現(xiàn)在非常成熟的電力現(xiàn)貨市場，大家去參與這個調(diào)峰調(diào)頻的時候，有一個競價的機制。這是一期項目投運的現(xiàn)場，我們投了兩期，后一期也在建設(shè)過程當中。

這是我們配網(wǎng)側(cè)，主要變電站＋儲能之后實現(xiàn)幾個功能，實現(xiàn)需求響應(yīng)。這是新加坡工業(yè)園區(qū)電站，這是增壓配網(wǎng)＋儲能，除了削峰填谷和需求側(cè)響應(yīng)之外給園區(qū)得了一個穩(wěn)定供應(yīng)的作用。這是印度調(diào)峰的項目，這是2016年做得項目。這是我們江蘇電網(wǎng)做的一個項目。