西風(fēng)八九月,積地秋云黃。
隨著片片黃葉飄落,中原大地又一次迎來了豐收的季節(jié),沉甸甸的收獲和喜盈盈的笑臉互相映襯,勾勒出一幅盛世景象。
在滿地金黃中,洛陽黃龍、信陽龍山電池儲能電站穩(wěn)穩(wěn)矗立,用大量的試驗數(shù)據(jù)和不斷完善的運行規(guī)范彰顯著河南電網(wǎng)電池儲能方面豐碩的研究成果。
對于電池儲能電站這樣一個新事物,國網(wǎng)河南省電力公司(簡稱河南公司)經(jīng)過數(shù)年積累,終于開始了真正的實踐探索之路。那么,該公司在電池儲能電站建設(shè)方面進(jìn)行了哪些探索,取得了什么成績呢?筆者近期對此進(jìn)行了深入采訪。
6月16日6時26分,由國家電網(wǎng)有限公司部署、河南公司組織、平高集團(tuán)有限公司投資建設(shè)、國網(wǎng)河南洛陽供電公司承建的河南電網(wǎng)100兆瓦電池儲能首批示范工程——洛陽黃龍站首套集裝箱電池儲能單元一次并網(wǎng)成功。這是國內(nèi)首個投入運行的電網(wǎng)側(cè)分布式電池儲能示范工程。
緊隨其后,7月4日,信陽龍山電池儲能電站一次試運成功,順利并網(wǎng),通過驗收。
今年以來,河南公司在洛陽、信陽等9個地市選取16個變電站,采用“分布式布置、模塊化設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)化接入、集中式調(diào)控”技術(shù)方案,利用空余場地和間隔,實施河南電網(wǎng)100兆瓦電池儲能示范工程。該工程建成后,可以在電網(wǎng)負(fù)荷低谷時進(jìn)行充電,電網(wǎng)負(fù)荷高峰時進(jìn)行放電,較好地平衡新能源的波動性與間歇性,為電網(wǎng)提供緊急功率支撐,有效提升電網(wǎng)安全運行水平。
在黃龍電池儲能電站,筆者看到一個個白色的集裝箱,有序排列在道路的一側(cè),另一側(cè)則是與之對應(yīng)的箱式變壓器。據(jù)河南公司所屬洛陽供電公司運維檢修部專責(zé)丁聰軍介紹,這一個個集裝箱,就是一個個儲能電池。按照整個電池儲能示范工程10萬千瓦的規(guī)劃容量,全部建成后,可以同時滿足17萬戶居民的用電需求。
將電能大規(guī)模儲存起來,進(jìn)行靈活穩(wěn)定調(diào)用,一直是電力系統(tǒng)努力的方向。也源于此,河南公司在國家電網(wǎng)公司的大力支持和指導(dǎo)下,牽頭承擔(dān)了《多點布局分布式儲能系統(tǒng)在電網(wǎng)的聚合效應(yīng)研究及應(yīng)用示范》2017年總部課題,課題要求配套建設(shè)100兆瓦儲能示范工程。在開展技術(shù)研究的同時,河南公司聯(lián)合平高集團(tuán),努力創(chuàng)新商業(yè)運營模式,積極開展河南電網(wǎng)100兆瓦電池儲能示范工程建設(shè)。
在今年迎峰度夏工作中,河南省面臨電網(wǎng)整體無備用容量,局部地區(qū)高峰時段供電存在缺口的供電形勢。為了保障電力供應(yīng),6月,河南省發(fā)展改革委下發(fā)了《關(guān)于2018年開展電力需求側(cè)響應(yīng)試點工作的通知》,在部分區(qū)域開展電力需求響應(yīng)試點工作。
河南公司積極響應(yīng)政策文件精神,開展電力需求響應(yīng)工作。其中,由所屬國網(wǎng)河南節(jié)能服務(wù)有限公司運營管理的儲能電站——信陽羅山龍山站首次參與響應(yīng)。
在河南公司營銷部指導(dǎo)下,節(jié)能公司聯(lián)合信陽供電公司、羅山縣供電公司分別于7月27日午高峰、8月8日晚高峰時段,組織信陽龍山儲能電站(標(biāo)稱容量為9.6兆瓦時)連續(xù)兩次分別以7.9兆瓦和9.5兆瓦成功參與了需求側(cè)響應(yīng)。這是國內(nèi)電網(wǎng)側(cè)儲能裝置首次參與電力需求側(cè)響應(yīng),為儲能商業(yè)化市場運營開創(chuàng)了先河,也為電池儲能電站的實際應(yīng)用提供了樣本。
電池儲能電站的好處是顯而易見的,但是對于一個新興事物來說,建設(shè)、運維、調(diào)度等方面存在的困難也不容小覷。那么,河南電網(wǎng)現(xiàn)狀如何,需要在電池儲能方面進(jìn)行探索嗎?
答案是肯定的。當(dāng)前,河南電網(wǎng)特高壓交直流混聯(lián)運行特性復(fù)雜、安全壓力大,同時存在峰谷差進(jìn)一步加大、新能源接入突增等問題,迫切需要創(chuàng)新技術(shù)手段進(jìn)行解決。
首先,河南電網(wǎng)處于“西電東送、南北互供”的重要樞紐位置。天中特高壓直流工程投運后,河南電網(wǎng)成為全國首個特高壓交直流混聯(lián)運行的省級電網(wǎng),電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與運行特性發(fā)生了巨大改變。而電池儲能裝置響應(yīng)時間為毫秒級,相對于水電、火電等常規(guī)功率調(diào)節(jié)手段具有較大技術(shù)優(yōu)勢。規(guī)?;碾姵貎δ苎b置可為天中直流工程故障提供快速功率支援,同時也為電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻提供一種靈活手段。
其次,河南電網(wǎng)峰谷差呈逐年遞增趨勢。在電網(wǎng)合適位置建設(shè)一定容量的儲能裝置,不僅可以削峰填谷,而且可以提高設(shè)備的利用效率,同時延緩為滿足短時最大負(fù)荷所需的電網(wǎng)建設(shè)投資。
另外,河南新能源快速發(fā)展的勢頭已經(jīng)顯現(xiàn)。光伏電站容量已超越水電成為河南省第二大電源類型。風(fēng)電、光伏等新能源裝機(jī)規(guī)??焖僭鲩L,增加了電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻的難度和電網(wǎng)運行的不確定性。而儲能裝置既可以較好地平滑新能源的波動性與間歇性,還有助于消納新能源電量。
種種事實表明,要在如此復(fù)雜的形勢下保障電網(wǎng)安全運行、客戶穩(wěn)定用電,做到“亂云飛渡仍從容”,河南電網(wǎng)發(fā)展電池儲能的腳步還要加快。
河南電網(wǎng)對儲能電站的探索之路需要追溯到上世紀(jì)九十年代。開始是抽水蓄能,隨著科技進(jìn)步、電網(wǎng)發(fā)展,電池儲能走進(jìn)了人們的視野。河南公司從2015年開始策劃電池儲能電站建設(shè),到2017年形成科技項目開始實踐,中間做了大量工作,也取得了成效,讓河南在儲能電站建設(shè)方面走在了全國前列。
目前,河南電網(wǎng)100兆瓦電池儲能示范工程已有兩座電站投運,另外14座也在緊鑼密鼓地進(jìn)行建設(shè)。盡管示范工程單站規(guī)模小、接入電壓等級低,但對電網(wǎng)科技創(chuàng)新和跨越發(fā)展意義重大,對電池新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展和能源革命具有標(biāo)桿和引領(lǐng)意義。
為確保2018年順利完成儲能示范工程建設(shè),河南公司組織制定了《河南電網(wǎng)100兆瓦電池儲能示范工程建設(shè)工作方案》,明確各部門各單位職責(zé)分工和保障措施。同時,強(qiáng)化示范工程技術(shù)協(xié)調(diào)會商、現(xiàn)場設(shè)計及技術(shù)保障、現(xiàn)場施工和調(diào)試組織,確保了施工進(jìn)度。
電網(wǎng)側(cè)儲能發(fā)展剛剛起步,現(xiàn)場建設(shè)及運維規(guī)范短缺是迫在眉睫的難題。河南公司搶抓本次示范工程建設(shè)時機(jī),策劃編制了一批建設(shè)運維規(guī)范,為電網(wǎng)側(cè)分布式儲能建設(shè)提供支撐。首先是集中策劃集裝箱式電化學(xué)儲能電站系列規(guī)范編制工作。河南公司將儲能作為2018年群眾創(chuàng)新主要領(lǐng)域,圍繞現(xiàn)場施工、驗收、調(diào)試、運維等工作,編寫11項儲能技術(shù)規(guī)范及專項方案。其次是多措并舉推進(jìn)電網(wǎng)側(cè)分布式儲能規(guī)范編制工作。目前,該公司已有9項規(guī)范和1項專題方案形成試行稿,在填補(bǔ)空白上邁出了第一步。此外是持續(xù)完善電網(wǎng)側(cè)分布式儲能規(guī)范。隨著首批兩座儲能電站建設(shè)實施,該公司及時總結(jié)和提煉相關(guān)經(jīng)驗,按照“保障有序、緊貼實用”的目標(biāo),組織對相關(guān)規(guī)范進(jìn)行交叉討論和再深化,及時固化一批規(guī)范成果,培養(yǎng)鍛煉一批創(chuàng)新技術(shù)骨干。
示范工程緊緊圍繞國網(wǎng)課題研究內(nèi)容,驗證多點布局分布式儲能系統(tǒng)調(diào)控和聚合關(guān)鍵技術(shù),創(chuàng)新研究分布式電池儲能系統(tǒng)商業(yè)運營模式。預(yù)計2019年以后,根據(jù)研究成果、支持政策和電網(wǎng)需求,河南電網(wǎng)還將有序分步實現(xiàn)千兆瓦級儲能系統(tǒng)建設(shè),為河南電網(wǎng)安全運行、削峰填谷、新能源消納以及大氣污染防治等提供有力支撐。
洛陽黃龍電池儲能電站。 (明盟 攝)