■ 國網(wǎng)浙江省電力有限公司長興縣供電公司 朱 昊 鄭 城 王佳峰 牛傳臣 畢祥宜 陳永波 趙吉康 姜 濤

長興10千伏雉城儲能電站是全國首座大型電網(wǎng)側(cè)鉛碳儲能電站，其建成投運為長興電網(wǎng)提供了綠色低碳的全新供能方式，是源網(wǎng)荷儲高彈性電網(wǎng)建設(shè)典型應(yīng)用實例。相較于煤電燃機，電網(wǎng)側(cè)儲能具備優(yōu)異的調(diào)節(jié)性能，靈活的安裝方式、低碳環(huán)保等優(yōu)勢，為長興電網(wǎng)削峰填谷、無功力率管控、新能源消納、重要用戶保電、黑啟動等方面提供了全新的支撐。以電網(wǎng)側(cè)儲能多場景應(yīng)用為契機，長興供電公司積極開展電網(wǎng)側(cè)儲能調(diào)控精益化管理體系構(gòu)建，充分發(fā)揮儲能綜合效益，進一步提升儲能綜合運行指標，為全國電化學(xué)儲能電站建設(shè)提供經(jīng)驗參考。

在碳達峰、碳中和目標要求下，國家已經(jīng)明確要建立以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，新能源裝機的快速提升，以及電力系統(tǒng)正在發(fā)生的變化，使得儲能剛需屬性愈發(fā)增強。儲能是解決新能源消納問題的最佳方案。新能源裝機的增長，加大了電網(wǎng)消納壓力，配置儲能是主要解決方式，相關(guān)政策已明確配置比例要求和優(yōu)先消納。

目前，儲能技術(shù)的應(yīng)用范圍已涉及發(fā)、輸、配、用各個環(huán)節(jié)。電力儲能不僅具有快速響應(yīng)和雙向調(diào)節(jié)的技術(shù)特點，還具有環(huán)境適應(yīng)性強、配置方式靈活且建設(shè)周期短等優(yōu)勢。預(yù)計到2050年，我國能源革命將取得階段性成果，能源生產(chǎn)和終端消費環(huán)節(jié)新能源比重將超過“兩個50%”，儲能市場空間巨大[1]。近年來，在技術(shù)進步、需求增長、政策支持等多重因素共同影響下，我國電力儲能技術(shù)應(yīng)用快速發(fā)展且已初具規(guī)模。

在電網(wǎng)側(cè)，為應(yīng)對新能源大發(fā)展和特高壓電網(wǎng)建設(shè)，急需提高電網(wǎng)調(diào)節(jié)靈活性及穩(wěn)定性，充分發(fā)揮儲能技術(shù)調(diào)峰調(diào)頻、系統(tǒng)備用、黑啟動、改善電能質(zhì)量等作用[2]。儲能在電網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用能夠緩解電網(wǎng)阻塞、延緩輸配電設(shè)備擴容升級、輔助發(fā)電側(cè)進行調(diào)峰，還能參與電力輔助市場服務(wù)，包括系統(tǒng)調(diào)頻和備用容量，尤其在調(diào)頻方面能夠發(fā)揮非常大的作用。

為應(yīng)對地區(qū)電網(wǎng)清潔能源迅猛發(fā)展、電網(wǎng)峰谷差進一步加大、電網(wǎng)調(diào)峰能力和運行控制難度偏大的問題[3-4]，同時，為解決電網(wǎng)負荷峰谷差大、尖峰負荷持續(xù)時間短、負荷波動速率大、供電能力嚴重不足、春節(jié)無功管控難等問題，緩解電網(wǎng)迎峰度夏、度冬供電壓力[5-6]，結(jié)合電網(wǎng)側(cè)儲能電站建設(shè)周期短、布點靈活的特點，浙江省公司試點開展了長興儲能示范工程的建設(shè)與應(yīng)用，長興儲能示范工程規(guī)模12兆瓦/24兆瓦?時（10千伏電壓等級接入），位于長興核心城區(qū)，于2020年10月參與并網(wǎng)運營，其間充分發(fā)揮其削峰填谷作用，滿足高峰電網(wǎng)調(diào)峰需求，保障長興城區(qū)電網(wǎng)電力供應(yīng)，其建成投運是源網(wǎng)荷儲高彈性電網(wǎng)建設(shè)的典型應(yīng)用實例。

長興供電公司結(jié)合儲能電站日常調(diào)控業(yè)務(wù)工作，積極拓展儲能電站的多場景應(yīng)用，構(gòu)建長興雉城儲能電站調(diào)控精益化管理體系，主要包含以下3個方面。

拓展場景應(yīng)用，挖掘儲能綜合效益。基于儲能電站優(yōu)異的調(diào)節(jié)性能，積極拓展電網(wǎng)側(cè)儲能場景應(yīng)用。深入開展削峰填谷、無功功率管控、新能源消納、黑啟動電源、提供額外電源支撐、輔助主網(wǎng)斷面潮流控制等多場景應(yīng)用實踐，充分發(fā)揮儲能綜合效益，構(gòu)建安全高效、協(xié)同提升的多元融合高彈性電網(wǎng)示范陣地。

梳理關(guān)鍵指標，構(gòu)建儲能評價體系。根據(jù)儲能電站運行模式及關(guān)鍵指標，開展儲能運行特性綜合指標分析。不斷優(yōu)化儲能電站評價體系，對儲能電站進行全面有效體檢，實現(xiàn)儲能電站運行狀態(tài)指標的“全透視”，實現(xiàn)儲能電站從定性分析到定量分析的升級，為持續(xù)開展儲能探索和新場景應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐。

調(diào)動有利資源，培養(yǎng)儲能調(diào)控人才。以電網(wǎng)側(cè)儲能場景應(yīng)用為契機，開展儲能調(diào)控管理人才隊伍培養(yǎng)工作。調(diào)動公司一切有利資源，組建儲能并網(wǎng)科技攻關(guān)團隊，建立“以人為本、輪崗鍛煉、創(chuàng)培一體”的儲能調(diào)控人才培養(yǎng)機制，盡早培養(yǎng)出一批優(yōu)秀的儲能調(diào)控運行管理復(fù)合型人才。

主要內(nèi)容

基于雙碳目標，長興供電公司積極構(gòu)建電網(wǎng)側(cè)儲能調(diào)控運行管理體系，多方向拓展儲能電站應(yīng)用場景，不斷優(yōu)化拓展儲能電站綜合特性評價體系，努力培養(yǎng)一批技術(shù)精湛、技能精益、服務(wù)優(yōu)質(zhì)的儲能調(diào)控管理復(fù)合型人才，具體做法包括以下幾個方面。

創(chuàng)建管理機制，統(tǒng)一協(xié)調(diào)組織

在公司領(lǐng)導(dǎo)的統(tǒng)籌管理下，調(diào)控分中心成立電網(wǎng)側(cè)儲能調(diào)控運行工作小組，以調(diào)控分中心主任為組長，調(diào)控、運方、繼保、自動化及各部門專職為成員，根據(jù)省調(diào)、地調(diào)相關(guān)文件精神，結(jié)合自身業(yè)務(wù)需求，制定儲能電站應(yīng)用場景拓展計劃，定期召開工作推進會，保障儲能電站多場景應(yīng)用工作有序推進，如圖1所示。

圖1 儲能調(diào)控管理工作實施框架

發(fā)揮綜合效益，拓展場景應(yīng)用

為應(yīng)對長興電網(wǎng)清潔能源迅猛發(fā)展，電網(wǎng)負荷峰谷差大、尖峰負荷持續(xù)時間短、負荷波動大，供電能力嚴重不足，春節(jié)無功管控難等問題，緩解電網(wǎng)迎峰度夏、度冬供電壓力，長興供電公司積極拓展電網(wǎng)側(cè)儲能多場景應(yīng)用，開展多場景應(yīng)用實踐，進一步形成儲能與“源網(wǎng)荷”融合的高彈性電網(wǎng)應(yīng)用實例，助力雙碳目標實現(xiàn)。

“削峰填谷”策略實踐?；趦δ茈娬舅鶎?10千伏JL變2臺主變?nèi)萘烤鶠?0兆瓦，且設(shè)備老舊，抗短路能力低下，迎峰度夏期間JL變主變不滿足“N- 1”校驗要求，嚴重影響長興城區(qū)電網(wǎng)的供電可靠性，長興供電公司利用儲能靈活的充放電能力，發(fā)揮儲能“削峰填谷”的調(diào)峰作用[7-8]，有效緩解用電峰谷矛盾。

根據(jù)省調(diào)要求，儲能電站目前執(zhí)行“一充兩放”運行策略，如圖2所示，1天之內(nèi)，充電時間為6小時，放電時間為2小時；同時，長興供電公司根據(jù)城區(qū)電網(wǎng)負荷特性以及儲能電站的運行數(shù)據(jù)，開展儲能柔性充放電試驗研究，如圖3所示。目前，已取得初步試驗成果。自儲能電站投產(chǎn)以來，通過以上充放電策略的研究實踐，有效削減長興城區(qū)電網(wǎng)的負荷峰谷差，負荷曲線更加趨于平滑。

圖2 “一充兩放”運行策略

圖3 “柔性充放電”運行策略

輔助春節(jié)無功管控。針對長興城區(qū)電網(wǎng)10千伏電纜線路較多、容性充電功率高，每年春節(jié)期間無功倒送情況嚴重是長興電網(wǎng)無功力率管控的難點和痛點。

長興供電公司充分利用儲能電站SVG和PCS無功調(diào)節(jié)功能，接入地調(diào)AVC系統(tǒng)，優(yōu)先利用SVG進行無功調(diào)節(jié)，SVG補償不足時再通過改變PCS無功設(shè)定值并投入，據(jù)了解，儲能電站最大可發(fā)出7.4兆乏的感性無功，相當于在10千伏母線上裝設(shè)了1臺電抗器，有效緩解春節(jié)期間長興城區(qū)電網(wǎng)無功倒送大、力率管控難的問題，如圖4所示。

圖4 2021年春節(jié)儲能無功曲線

輔助主網(wǎng)斷面潮流。在迎峰度夏高峰負荷期間或主網(wǎng)設(shè)備檢修情況下，長興電網(wǎng)220千伏四線斷面常出現(xiàn)電網(wǎng)負荷超載情況，而主網(wǎng)設(shè)備升級改造工程存在投資大、電力設(shè)備利用率低、施工難度大、工期長以及運維成本高等問題，利用儲能電站的放電功率可以有效輔助主網(wǎng)斷面潮流控制，其最大可提供1.2萬千瓦的放電功率來彌補主網(wǎng)斷面缺口。

根據(jù)主網(wǎng)斷面潮流的日負荷曲線特性，合理向省調(diào)上報儲能電站的計劃充放電曲線。在每日10:00、16:00的負荷高峰，利用儲能電站放電功率彌補斷面缺口，如圖5所示；另一方面，加強斷面潮流監(jiān)視，提前預(yù)判每日負荷走勢，改變儲能電站放電曲線，以滿足各時段的斷面控制要求，減少相應(yīng)方式調(diào)整帶來的工作量以及安全風(fēng)險。

圖5 儲能彌補湖州主網(wǎng)四線斷面缺口

黑啟動控制策略研究。相比傳統(tǒng)的火力發(fā)電機組，儲能電站作為電網(wǎng)黑啟動電源，具備響應(yīng)速度快、運行狀況穩(wěn)定等特點，長興供電公司將儲能電站作為湖州電網(wǎng)黑啟動電源，具體實施路徑如下：儲能電站經(jīng)110千伏JL變主變升壓至110千伏，由110千伏KS 1705線輸送至220千伏KL變，再經(jīng)KL變主變升壓至220千伏，由220千伏KT 2P88線輸送至220千伏TF變，再經(jīng)220千伏RT 2U19線到220千伏CR電廠，最終啟動CR廠，如圖6所示。目前，該方案已經(jīng)得到浙江省公司電科院的理論論證。

圖6 以儲能電站為黑啟動電源實施路徑

保障重要用戶供電。JL變作為長興城區(qū)電網(wǎng)負荷的主要電源點，涉及重要用戶較多，在JL變發(fā)生主變及以上故障失電，或變電所全停全檢時，存在JL變聯(lián)絡(luò)線限額瓶頸及周邊變電所的轉(zhuǎn)供壓力，很難做到全停全轉(zhuǎn)等問題。

長興供電公司將儲能電站作為一個配網(wǎng)電源點，完成JL變主變及以上故障或檢修情況下的母線轉(zhuǎn)供，為電網(wǎng)提供額外電源支撐，提升毫秒級精準切負荷容量，避免或者降低直接切除用戶負荷帶來的社會影響，有效保障重要用戶供電；同時調(diào)控分中心編制針對JL變10千伏I、II段母線相關(guān)重要用戶的保供電方案，通過儲能電站完成一鍵順控功能，進一步提升長興城區(qū)電網(wǎng)的供電可靠性。

促進清潔能源消納。近年來，長興電網(wǎng)新能源發(fā)展迅猛，新能源發(fā)電的不確定性給電網(wǎng)消納帶來了前所未有的壓力。長興供電公司充分利用儲能電站充放電快速切換性能，平滑新能源發(fā)電的波動性，平抑新能源發(fā)電的反調(diào)峰性，提升長興地區(qū)新能源的消納率和利用率。

在負荷較低的節(jié)假日期間，長興供電公司根據(jù)光伏超短期功率預(yù)測和負荷預(yù)測情況，動態(tài)調(diào)整儲能充放電時間，使得光儲聯(lián)合系統(tǒng)功率曲線與負荷曲線擬合，通過儲能電站充電特性有效吸收光伏發(fā)電的過剩電能，有效緩解光伏發(fā)電反調(diào)峰帶來的壓力，平滑新能源發(fā)電輸出功率曲線，如圖7所示，促進長興地區(qū)新能源的滲透率和消納率。

圖7 “光伏+儲能”典型周負荷擬合曲線

智能管家服務(wù)，提升運行指標

針對電網(wǎng)側(cè)儲能的運行模式及關(guān)鍵運行指標，長興供電公司研究開發(fā)儲能電站智能管控平臺，主要包括：儲能關(guān)鍵運行指標分析、儲能異常信息和異常指標數(shù)據(jù)分析、儲能故障缺陷管理等功能模塊。

儲能運行指標分析。通過地縣調(diào)控一體化自動化支撐系統(tǒng)（OPEN3000）和電量信息采集系統(tǒng)，采集儲能電站節(jié)點功率，電量以及電池狀態(tài)量等各類數(shù)據(jù)，對儲能電站開展運行數(shù)據(jù)指標分析，如圖8所示，下設(shè)儲能調(diào)控運行5大類指標，分別為：功率指標、電量指標、儲能單元運行指標、能效指標、可靠性指標。

圖8 儲能調(diào)控運行關(guān)鍵指標

儲能異常信息分析。開展儲能電站異常信息和異常指標數(shù)據(jù)分析，通過大數(shù)據(jù)算法等研究方式，研發(fā)了一款儲能電站異常信息篩查工具，如圖9所示，搜索出異常信息，及時發(fā)現(xiàn)儲能電站設(shè)備缺陷，精準定位儲能電站問題設(shè)備，進一步提升儲能設(shè)備運維效率和安全水平。

通過儲能電站異常信息搜索和分析，為下一步儲能電站故障缺陷處置提供了重要數(shù)據(jù)信息支撐，同時能夠為對比各儲能廠家設(shè)備優(yōu)劣提供數(shù)據(jù)支持，為全面其他地區(qū)電網(wǎng)側(cè)儲能電站建設(shè)提供經(jīng)驗參考。

儲能故障缺陷管理。進一步建立以“發(fā)現(xiàn)—處置—歸檔”為核心的儲能故障處置流程，調(diào)度員是儲能故障處置的核心人員，負責協(xié)調(diào)各單位完成儲能故障處置。明確各自職責，實現(xiàn)分工與協(xié)作，構(gòu)建基于電網(wǎng)側(cè)儲能的故障處置動態(tài)管理指揮體系。在故障各個處置階段，調(diào)度員需全過程記錄故障處理情況，最終形成儲能故障處置分析總結(jié)報告，作為重要材料進行歸檔保存，儲能故障缺陷管理內(nèi)容，如圖10所示。

圖10 儲能故障缺陷管理內(nèi)容

創(chuàng)新培養(yǎng)機制，培育青年人才

長興供電公司以電網(wǎng)側(cè)儲能應(yīng)用為契機，開展儲能調(diào)控管理人才隊伍培養(yǎng)工作。建立“以人為本、輪崗鍛煉、創(chuàng)培一體”的儲能并網(wǎng)科技攻關(guān)人才培訓(xùn)機制，如圖11所示，組建儲能并網(wǎng)科技攻關(guān)團隊，專注培養(yǎng)一批優(yōu)秀的儲能調(diào)控管理復(fù)合型人才。

圖11 儲能并網(wǎng)科技攻關(guān)人才培養(yǎng)工作方案

儲能調(diào)控管理人才培養(yǎng)工作由調(diào)控分中心、運檢部、營銷部、發(fā)展部、安監(jiān)部等部門聯(lián)合開展，內(nèi)容涉及調(diào)控運行、運方、繼電保護、自動化等多個專業(yè)，結(jié)合儲能電站多場景應(yīng)用實踐，開展儲能調(diào)控各專業(yè)輪崗鍛煉、參與梳理儲能電站調(diào)控運行相關(guān)業(yè)務(wù)管控流程等。

自長興10千伏雉城儲能電站投運以來，長興供電公司深入拓展儲能電站多場景應(yīng)用，努力構(gòu)建儲能電站調(diào)控精益化管理體系，充分發(fā)揮儲能電站綜合效益，積極培養(yǎng)儲能調(diào)控運行管理人才，為下階段長興供電公司儲能調(diào)控運行規(guī)范化管理夯實了基礎(chǔ)。應(yīng)用成效主要包括以下幾個方面。

電力調(diào)節(jié)器，優(yōu)化電網(wǎng)負荷特性。根據(jù)長興城區(qū)電網(wǎng)負荷特點，長興供電公司重點從“削峰填谷”功能層面入手，經(jīng)過校核，制定了儲能電站充放電方案，通過儲能電站日常參與電網(wǎng)調(diào)峰，滿足地區(qū)“早高峰＋晚高峰”電力供應(yīng)需求，有效降低峰谷差，優(yōu)化負荷特性。截至2021年8月，雉城儲能電站共完成充電電量599.01萬千瓦?時，放電電量479.29萬千瓦?時。

協(xié)調(diào)互補，增強新能源消納能力。長興供電公司將其儲能特性與可再生能源自身調(diào)節(jié)性能相結(jié)合，利用儲能系統(tǒng)的雙向功率特性和靈活的調(diào)節(jié)能力，提升長興電網(wǎng)風(fēng)電、光伏等可再生能源發(fā)電的可控性和滲透率，大大提高了地區(qū)可再生能源就地消納與可靠運行的能力。

企業(yè)內(nèi)部控制管理是以專業(yè)管理制度為基礎(chǔ)，以風(fēng)險防范和有效監(jiān)督管理為目的，通過打造完善的過程性管控體系、流暢的管控流程來為企業(yè)經(jīng)營發(fā)展保駕護航的一種規(guī)范性行為。有效的內(nèi)部控制管理對實現(xiàn)企業(yè)的統(tǒng)籌性經(jīng)營發(fā)展意義重大，在有效的內(nèi)部控制管理約束下能夠引導(dǎo)各部門員工更好的落實自己的職責，確保企業(yè)財務(wù)管理信息的真實有效，將企業(yè)發(fā)展運營過程中可能遇到的財務(wù)風(fēng)險控制在合理范圍內(nèi)。

迭代升級，強化源網(wǎng)荷系統(tǒng)功能。儲能電站具備毫秒級響應(yīng)調(diào)度指令能力，能夠提供快速功率支撐，提高電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性。長興供電公司將其納入“源網(wǎng)荷儲”統(tǒng)一管理，與精準切負荷系統(tǒng)相配合，參與電網(wǎng)緊急控制，提供電源支撐，實現(xiàn)儲能電站源荷快速轉(zhuǎn)換，極大增加長興電網(wǎng)安全穩(wěn)定裕度。

提質(zhì)增效，助力電網(wǎng)經(jīng)濟運行。儲能電站的投入使用，有效降低了所屬變電站主變的損耗，提升設(shè)備經(jīng)濟運行水平。通過調(diào)節(jié)儲能電站出力，使得屬地變電站主變處于經(jīng)濟運行狀態(tài)，促進電網(wǎng)損耗降低，同時，儲能電站的投運能夠有效延緩配網(wǎng)設(shè)備的容量升級需求，緩解配網(wǎng)系統(tǒng)局部輸送能力阻塞問題，也有利于降低電網(wǎng)運行、維護和升級增建的費用成本。

智能管家，提升“城市充電寶”效能。長興供電公司開展儲能電站運行指標綜合分析，不斷優(yōu)化拓展儲能電站評價體系，對儲能電站進行全面有效體檢，實現(xiàn)儲能電站運行狀態(tài)指標的“全透視”。通過大數(shù)據(jù)算法等分析手段，開展儲能電站異常信息和異常指標數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)儲能電站設(shè)備缺陷，實現(xiàn)儲能電站故障缺陷規(guī)范化管理，為持續(xù)開展儲能探索和新應(yīng)用場景提供數(shù)據(jù)支撐。

改進及對策

自電網(wǎng)側(cè)儲能項目投產(chǎn)以來，針對儲能電站開展多場景應(yīng)用，長興供電公司積極構(gòu)建儲能調(diào)控運行精益化管理體系，目前已取得了初步成效，為進一步優(yōu)化儲能調(diào)控規(guī)范化管理夯實了基礎(chǔ)。下階段將繼續(xù)從以下方面開展儲能技術(shù)應(yīng)用。

深度利用儲能電站的充放電特性，緩解輸變電容量阻塞問題，延緩輸變電設(shè)施的升級投資。

繼續(xù)開展儲能充放電效率研究，針對不同條件下的儲能充放電功率，尋找儲能最優(yōu)充放電模式，最大限度地降低儲能充放電過程中的能量損失。

繼續(xù)開展“光伏＋儲能”協(xié)調(diào)控制策略研究，利用儲能系統(tǒng)雙向功率特性，提升新能源就地消納與可靠運行的能力。

規(guī)范儲能電站日常運行管理，完善儲能電站應(yīng)用全過程標準體系。

開展儲能電站投資效益評估?；陔娋W(wǎng)側(cè)儲能的應(yīng)用場景、政策要求、價格機制、市場機制以及電網(wǎng)業(yè)務(wù)監(jiān)管機制等方面分析，建立電網(wǎng)側(cè)儲能投資回報機制。