鎮(zhèn)江電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站：儲(chǔ)能開(kāi)路者

百兆瓦電網(wǎng)側(cè) 儲(chǔ)能開(kāi)路者——鎮(zhèn)江電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站集群投運(yùn)一周年回訪鎮(zhèn)江電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站集群站點(diǎn)之一──10兆瓦/20兆瓦時(shí)新壩站。該站位于揚(yáng)中110千伏新壩變旁，2018年6月30日建成。

開(kāi)欄的話：

近來(lái)年，我國(guó)已成功建成一批儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。為系統(tǒng)展現(xiàn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)取得成果，更好發(fā)揮示范和借鑒意義，推動(dòng)共性難題解決，中國(guó)電力報(bào)擬推出“走進(jìn)儲(chǔ)能示范電站”系列報(bào)道。介紹示范項(xiàng)目的概況、技術(shù)特點(diǎn)、運(yùn)行狀況、運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)、存在問(wèn)題等。本期將走進(jìn)鎮(zhèn)江電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站集群。

項(xiàng)目概況：

鎮(zhèn)江電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站集群，是由國(guó)網(wǎng)江蘇綜合能源服務(wù)有限公司(簡(jiǎn)稱“江蘇綜合能源”)、山東電工電氣集團(tuán)有限公司、許繼集團(tuán)有限公司共同投資建設(shè)，國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司(簡(jiǎn)稱“國(guó)網(wǎng)江蘇電力”)以租賃方式使用，國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司鎮(zhèn)江供電分公司(簡(jiǎn)稱“國(guó)網(wǎng)鎮(zhèn)江供電”)負(fù)責(zé)屬地化運(yùn)營(yíng)管理。

該項(xiàng)目共在鎮(zhèn)江東部地區(qū)建設(shè)了8個(gè)分散的儲(chǔ)能電站。其中江蘇綜合能源投資了3個(gè)站點(diǎn)、山東電工投資了3個(gè)站點(diǎn)，許繼集團(tuán)投資了兩個(gè)站點(diǎn)，8個(gè)站點(diǎn)總功率和容量分別為101兆瓦、202兆瓦時(shí)。

8個(gè)站點(diǎn)采用的電芯產(chǎn)品分別來(lái)自中天科技、力信能源、國(guó)軒高科、寧德時(shí)代、中航鋰電五家企業(yè)。國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院(簡(jiǎn)稱“國(guó)網(wǎng)江蘇經(jīng)研院”)參與了其中5個(gè)站點(diǎn)的總承包、6個(gè)站點(diǎn)的設(shè)計(jì)。

7月23日上午9時(shí)55分，江蘇電網(wǎng)調(diào)度用電最高負(fù)荷連續(xù)第三年突破1億千瓦，成為國(guó)家電網(wǎng)有限公司首個(gè)連續(xù)三年突破1億千瓦大關(guān)的省級(jí)電網(wǎng)公司。

時(shí)針撥回2018年，同樣以迎峰度夏為背景，江蘇鎮(zhèn)江東部地區(qū)由于諫壁電廠機(jī)組停運(yùn)以及鎮(zhèn)江燃機(jī)無(wú)法投運(yùn)，將面臨220兆瓦的負(fù)荷缺口。為解決這一棘手問(wèn)題，國(guó)網(wǎng)江蘇電力決定，利用新興電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)解決100兆瓦負(fù)荷缺口。中國(guó)首個(gè)百兆瓦電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站集群、同時(shí)也是世界容量最大的電化學(xué)儲(chǔ)能電站集群應(yīng)運(yùn)而生。

至2019年7月23日中國(guó)電力報(bào)記者來(lái)到鎮(zhèn)江實(shí)地走訪該儲(chǔ)能電站，該站已經(jīng)連續(xù)運(yùn)行滿一周年。作為“中國(guó)首個(gè)”，鎮(zhèn)江電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站意義重大，不僅對(duì)后期國(guó)內(nèi)上馬的大型儲(chǔ)能電站具有重要借鑒和示范意義，同時(shí)也是我國(guó)電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能發(fā)展乃至新一代電力系統(tǒng)發(fā)展過(guò)程中的里程碑事件。

從1代電站到2代電站

提起鎮(zhèn)江儲(chǔ)能電站建設(shè)過(guò)程中面臨的主要困難，國(guó)網(wǎng)江蘇經(jīng)研院設(shè)計(jì)中心副主任李妍坦言：“最大的壓力是時(shí)間緊。從2018年4月20日項(xiàng)目啟動(dòng)，到2018年7月上旬各站點(diǎn)相繼投運(yùn)，整個(gè)項(xiàng)目從選址到定容再到設(shè)備選型、確定技術(shù)方案、建設(shè)施工、驗(yàn)收，總共只用了3個(gè)月時(shí)間，很多工作幾乎是同步開(kāi)展。”

也正是在這短短的3個(gè)月，我國(guó)首座大型電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站從無(wú)到有，成功問(wèn)世。

“這應(yīng)該算是第一代電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站。”李妍介紹。

“通過(guò)第一代電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站的實(shí)踐，我們也總結(jié)了一些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了第二代電站，并在建設(shè)中的江蘇電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能二期項(xiàng)目得到實(shí)踐。”李妍表示。

據(jù)悉，第二代電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站在設(shè)備選擇上，將傾向于更大容量、更小體積的設(shè)備。在電池電芯方面，第一代電站采用了20安時(shí)~200安時(shí)不等容量產(chǎn)品，第二代電站考慮將電芯容量門檻提高到80安時(shí)以上。在PCS(儲(chǔ)能變流器)方面，第一代電站主要采用500千瓦PCS，第二代電站將采用630千瓦PCS。

在BMS(電池管理系統(tǒng))方面，BMS不僅要扮演數(shù)據(jù)采集器的角色，還需要具備篩選關(guān)鍵數(shù)據(jù)的功能。在EMS(能量管理系統(tǒng))方面，隨著后期部分儲(chǔ)能電站一個(gè)站點(diǎn)功率就能達(dá)到百兆瓦，需要進(jìn)一步優(yōu)化EMS的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

AGC調(diào)頻成電站主要功能

鎮(zhèn)江電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站的建設(shè)初衷，主要是為了在夏季電網(wǎng)負(fù)荷高峰時(shí) “頂峰”。在2018年迎峰度夏期間，該電站運(yùn)行方式主要是每日兩充兩放“削峰填谷”。但是，中國(guó)電力報(bào)記者在采訪中了解到，自2018年10月1日后，該電站的功能正式從調(diào)峰轉(zhuǎn)變?yōu)锳GC調(diào)頻，每日調(diào)頻數(shù)百次。

國(guó)網(wǎng)鎮(zhèn)江供電變電運(yùn)維室儲(chǔ)能運(yùn)維負(fù)責(zé)人馬進(jìn)告訴中國(guó)電力報(bào)記者：“這主要是因?yàn)殒?zhèn)江新投建了一座500千伏夢(mèng)溪變，負(fù)荷缺口已經(jīng)能夠頂上。”

記者在采訪中發(fā)現(xiàn)，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站所能發(fā)揮的功能和作用還在進(jìn)一步拓展中。

國(guó)網(wǎng)江蘇經(jīng)研院規(guī)劃發(fā)展研究中心副主任謝珍建告訴記者：“電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站主要發(fā)揮的是支撐性保障電源的兜底作用。隨著特高壓線路建設(shè)的不斷推進(jìn)，一旦發(fā)生直流閉鎖沖關(guān)，在特高壓落點(diǎn)側(cè)建設(shè)的電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能可以快速承接被甩掉的負(fù)荷。”

李妍對(duì)此也持相同看法，她認(rèn)為，未來(lái)事故備用或許將成為建設(shè)電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的首要因素。在黑啟動(dòng)和降低輸配電設(shè)備投資方面，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能同樣能發(fā)揮較大作用。

馬進(jìn)介紹，除了AGC調(diào)頻，鎮(zhèn)江儲(chǔ)能電站正不斷進(jìn)行新的應(yīng)用功能開(kāi)發(fā)。目前，該電站還發(fā)揮了新能源發(fā)電跟隨的作用，并且接入了江蘇源網(wǎng)荷儲(chǔ)友好互動(dòng)系統(tǒng)。

電池一致性仍需提升

截至7月底，鎮(zhèn)江電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站已經(jīng)完整運(yùn)行一周年。目前電站整體運(yùn)行情況良好，但通過(guò)一周年的實(shí)際運(yùn)行，也發(fā)現(xiàn)了一些有待改進(jìn)的問(wèn)題。

“其中最重要的問(wèn)題還是電池一致性的問(wèn)題。”國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學(xué)研究院(簡(jiǎn)稱“國(guó)網(wǎng)江蘇電科院”)設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)中心專職孫磊對(duì)中國(guó)電力報(bào)記者說(shuō)，首先表現(xiàn)為電池簇間不均衡現(xiàn)象突出，部分同組并聯(lián)的電池簇充放電電流、SOC存在一定差異。長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致電池電量分布不均加劇，影響電池使用壽命和整站功率輸出。

其次為電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)較為滯后。目前現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)針對(duì)BMS告警、保護(hù)、監(jiān)控設(shè)計(jì)的規(guī)定不全，不同廠家針對(duì)電池電壓、溫度、SOC、絕緣電阻等監(jiān)測(cè)量的超限告警范圍、持續(xù)時(shí)間以及回差不統(tǒng)一，亟需依靠行業(yè)參與者統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。

在日常運(yùn)維方面，中國(guó)電力報(bào)記者走訪中發(fā)現(xiàn)，由于各個(gè)儲(chǔ)能站點(diǎn)的數(shù)據(jù)異常分析處理均需在站內(nèi)進(jìn)行，因此目前每個(gè)儲(chǔ)能電站仍需保持2~3人24小時(shí)值守，以便實(shí)時(shí)消除缺陷、定期巡視艙內(nèi)情況。

開(kāi)辟出一條儲(chǔ)能安全之路

“安全歷來(lái)是電網(wǎng)企業(yè)不可逾越的底線。因此，從某種程度上說(shuō)，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站的性質(zhì)即決定了其在安全保障方面要比用戶側(cè)儲(chǔ)能嚴(yán)格得多。尤其是在鎮(zhèn)江這種百兆瓦級(jí)別的儲(chǔ)能電站中，安全保障措施是重中之重。”謝珍建表示。

李妍介紹，在鎮(zhèn)江儲(chǔ)能電站投運(yùn)后，國(guó)網(wǎng)江蘇電力又投入了數(shù)百萬(wàn)元進(jìn)行電化學(xué)儲(chǔ)能消防安全方面的課題研究，并對(duì)原有的消防、預(yù)警等安全保障措施進(jìn)行了升級(jí)改造。

孫磊在接受中國(guó)電力報(bào)記者采訪時(shí)表示：“在安全預(yù)警方面，國(guó)網(wǎng)江蘇電科院主要采取了三方面措施。一是在原有的煙感、溫感監(jiān)測(cè)預(yù)警的基礎(chǔ)上，增加了基于一氧化碳、氫氣等特征氣體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷的儲(chǔ)能電池火災(zāi)智能預(yù)警系統(tǒng)，可有效提高預(yù)警系統(tǒng)的靈敏性和可靠性。二是建立智能分析決策平臺(tái)，通過(guò)整合儲(chǔ)能電站設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，開(kāi)展充放電決策分析和運(yùn)行能效分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能電站狀態(tài)劣化的提前告警。三是定期對(duì)電站內(nèi)設(shè)備進(jìn)行缺陷統(tǒng)計(jì)分析，分析運(yùn)行中存在的問(wèn)題并提出后續(xù)解決方案。”

在消防方面，孫磊告訴記者，國(guó)網(wǎng)江蘇電力經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)研究，最終確認(rèn)對(duì)于電池火災(zāi)，細(xì)水霧的滅火和降溫效果較為突出，較市場(chǎng)上常用的七氟丙烷滅火劑更為有效，推薦作為電池火災(zāi)滅火劑。這一結(jié)論最早由國(guó)網(wǎng)江蘇電力提出。即將投運(yùn)的江蘇二期電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能項(xiàng)目中將采用細(xì)水霧滅火劑。