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国家电网有限公司范高锋博士:并网电化学储能电站调度运行探索与实践

日期:2019-05-22    来源:中关村储能联盟

能源资讯中心

2019
05/22
10:27
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关键词: ESIE2019 范高锋 储能 储能国际峰会暨展览会

   2019年5月18-20日,中关村储能产业技术联盟、中国科学院工程热物理研究所举办“ESIE2019储能国际峰会暨展览会”(ESIE2019)”在北京国家会议中心隆重开幕。ESIE2019沿袭“会、展、赛”3+N融合互动的形式,以“技术应用双创新,规模储能新起点”为主题,通过组织主题演讲、高层对话、展览展示、专题研讨、项目考察、新品发布、技术交流、媒体推广等多种活动,多维度精准对接全球储能市场与应用,助力中国储能企业与国际接轨,为储能企业搭建与政策制定者、规划者、电网管理者、电力公司、能源服务商等交流互动平台。会上,国家电网有限公司调度控制中心水电及新能源处范高锋博士对储能产业的发展做出肯定,他指出:储能结合新能源发展有比较大的应用空间,因为新能源现在在国家电网区域内,风电和光伏加起来三个多亿,因为它的波动性太大,对电网整体运行的影响也是比较大的。如果能配一些储能,平滑这个波动,再加上利用大电网的一个平衡能力和储能配合,这样整个系统的调节能力和经济性都会得到比较大的提升。”

范高峰

  国家电网有限公司调度控制中心水电及新能源处 范高锋博士

   致辞原文:

  大家下午好!我是国家电网调度控制中心的范高锋。这个分论坛重点讲安全和标准,因为我是做调度运行的,说实在话目前储能并网容量对大电网安全是相对比较微小的。我们更关心大电网的安全、供电的安全,储能作为一个新兴的事物,它可能后续随着新能源的发展,后续可能发展比较快。结合大电网安全和储能作一个结合,在调度运行方面作一些探索和实践。

  比方从江苏的储能电站运行到现在不足一年,实际运行经验比较欠缺。既有理论的分析、技术的分析也有实践的总结,这样不断完善调度运行的体系,促进大电网的安全和储能电站的安全。

  汇报分三方面:

  一是储能并网的基本情况,二是从调度方面的相关要求,三是下一步的工作。

  首先是装机的情况。

  最新统计,在国家电网公司经营区域内,电网侧储能26万千瓦,在建比较多有124万千瓦,都比较顺利的话到年底可能达到150万千瓦,在华北、西北、华东、华中几个区域都有分布,目前比较多华东有10万千瓦,华中16万千瓦。

  电源侧储能稳步增加,与新能源联合运行的两种为主,到4月底联合储能装机20万千瓦,在建35.8万千瓦,预计年底达到56万千瓦。目前在华北有9.2万千瓦,东北只有1.6万千瓦,西北8.6万千瓦,华东、西南都比较少。

  后面总结目前储能电站实际运行的情况,就是实际的一些运行场景。

  (1)参与电网调峰,提高电网可靠性,如镇江采用“两充两放”或“一充一放”调峰模式,从198万千瓦降低到190万千瓦。因为电站总共10万千瓦,实际我们做的运行数据来看降了8万千瓦,起到了一定的作用。如果将来储能电站的规模比较大的话,应该在全网作一个优化,可能作用会更凸显一些。

  (2)电网的调频。储能电站参与调频效果总体不错,响应时间约为常规机组1/15%,控制精度误差是0.43兆瓦,比常规机组好一些。常规机组精度一般是1到2兆瓦,这方面的特性,相应的速度、控制的精度都比常规火电好一些。

  这也是参与电网的调频,这是跟踪CPS考核的一个情况。2018年10月以后,江苏电网根据负荷变化情况,利用镇江储能参与大电网的频率调节,显著提升江苏CPS考核的性能指标。因为江苏水电比较少,CPS考核比浙江差一些,有示范以后性能得到明显的提升。

  (3)储能电站参与电网调压。

  (4)储能改善新能源涉网特性。有效平滑新能源场站出力波动,改善新能源场站并网点的电能质量。储能结合新能源发展有比较大的应用空间,因为新能源现在在国家电网区域内,风电和光伏加起来三个多亿,因为它的波动性太大,对电网整体运行的影响也是比较大的。如果能配一些储能,平滑这个波动,再加上利用大电网的一个平衡能力和储能配合,这样整个系统的调节能力和经济性都会得到比较大的提升,这只是做了具体项目的例子。

  (5)储能提升火电厂调频特性。储能跟踪指令具有响应速度快、爬坡速度高等优点,提高发电单元整体调节能力。山西有几个火电厂,它的机组调节性能比较差,经常受到一些考核,说它配9兆瓦的储能后,调节性能得到明显提升。

  第二部分,从调度来看相关的一些要求。

  国电中心这两年一直关注储能的发展,一直从技术上、从管理上做相关的分析和探索。近期我们有几个标准还在进一步深化讨论,可能后续对一些要求进一步完善。

  首先电力系统是一直遵循统一调度、分级管理的原则。储能电站作为一种新型的电网设备,应按照电力系统运行相关要求纳入相应电网调度机构调度管理,从而充分体现储能电站在保障电网安全经济运行方面的重要作用。大电网会给储能提供广阔平台,但储能也要和大电网相配合,因为电力系统的发展经过100多年,形成一个相对完善的体系。整个体系,储能的一个新设备要适应这个体系,这样才能有更好的发展,这里是有技术上的逻辑关系的。

  储能电站接入电网要满足相关标准的要求,比方说储能电站接入电网技术规定等。具体项目要接入的时候,与电网企业进行并网条件的确认,标准规定8kW以下接入380V,8kW-1MW是380V等,但这不是绝对的。

  储能系统运行维护方应遵守调度纪律,严格执行电网调度机构制定的有关规程和规定。储能要符合相关的规程和调度纪律。储能运行维护方应根据装置的特性及电网调度机构的要求制定相应现场的运行规程,经项目业主同意后报项目机构备案。

  储能电站要遵守调度有关操作制度,按照调度指令、电力调度规程和储能系统现场规程进行操作,并如实告知现场情况,答复调度员的行文。对储能系统正常维护和定期检验,接入储能设备一次、二次变更时,要报调度,并履行相应维护手续。

  运行控制,储能响应比较快,将来是作为电网非常好的资源,这也是有相关要求的。电网出现特殊的运行方式时,调度机构会及时通知储能电站。系统出现紧急情况时,调度机构有权限制储能与电网间的交换功率,储能系统在发生扰动脱网后,系统恢复前不能并网,经调试后才能并网。

  检修管理,储能系统开展与电网二次系统有关的设备检修时,应要求电网调度机构办理检修申请,获准后方可知性。电网储能做好电网指令,做好相应安全措施,防止反送电或人身事故。

  继电保护和安自装置管理,与现有保护相协调配合,频率保护和电压保护与电网侧保护相适应,与电网侧重合闸相配合,按电网的机构要求整合并备案,配置防孤岛装置。

  通信与自动化管理,储能电站要向电网调度机构提供相关信息,如并网点频率、电压、注入电流、有功、无功、功率因数、电能质量等数据。还有可充可放的电量,荷电状态等。

  另外还要做相关的测试,据我了解,目前并网的储能电站做的测试不是特别充分,火电、水电,包括风电都有相关性能指标的测试,储能电站接入也要进行相关测试,包括电能质量测试、功率控制测试、电网适应性测试、保护与安全自动装置测试、通信与自动化测试。储能变流器等主要部件改变时,电化学储能系统应重新进行接入电网测试,因为变流器等这些改变,会造成并网特性比较大的改变,这些如果改变以后,还是要做测试,调度要了解实际特性的情况。

  这是低电压穿越和高电压穿越的图,这是现有标准的图,这个近期还在进一步深入讨论,到底对储能电站,结合未来的发展到底有什么样的要求。前几年风电和光伏发展经历比较艰难的过程,最早风电光伏没有低电压或高电压脱网能力,2011年、2012年出现多次大规模脱网,后来做低电压穿越能力改造。再后来特高压直流送端,因为在特高压闭锁情况下,经常出现1.3倍的过电压,但1.3倍对大电力系统来讲,我们一直是这样的,所有的变压器、火电机组可以耐受1.3过电压,维度风电和光伏不可以,所以造成运行上的一些困难,现在正在进行一些改造。

  我想,储能它也是电力电子接入电网的一个环节,风电和光伏取得的工程上的经验和技术的积累,都可以反过来在储能得到应用,低电压穿越、高电压穿越,还有其他的频率耐受能力等等,都会在储能发展初期就把它一次性做到位,这样后续可能发展更好一些。

  下一步国网公司正在进行“三型两网”建设,进一步完善储能并网的管理体系,明确责任义务,规范并网流程。目前正在制定《储能电站监控信息技术规范》和《电化学储能并网调度协议》范本编制,做好接入工作,做到储能“可观、可测、可控”纳入大电网的运行控制中。另外通过立科技项目加强相关技术研究,完善相关技术,服务整个储能行业更好发展。

  汇报完毕!谢谢大家!
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