风电场配套储能技术经济研究及前景分析中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司张前雄2020年7月1目录01项目背景02设计方案Contents03经济分析04前景分析及建议2/26目录01项目背景02设计方案Contents03经济分析04前景分析及建议3/26项目背景-可再生能源发展现状u截至2019年底，全省可再生能源发电装机累计2065万千瓦，约占全省发电总装机的27.9%；其中，光伏发电1254万千瓦，风电274万千瓦，生物质发电192万千瓦，水电345万千瓦。4/26项目背景-面临的问题问题1问题2问题3问题4可再生能源装风电建设短时皖北电网薄弱电网消纳和电力机比重高过快供应问题同在Ø皖北负荷小，Ø2019年底，安徽Ø2018年底，全省电网结构薄弱，Ø春秋季中午时省可再生能源总装风电总建设规模已建成煤电光伏段面临消纳问题，机达到2065万，246万，核准在建较多、电网输送而夏季和冬季局在能源结构占比或者未建的风电近断面已经不足。部时段电力短时27.9%，在光伏出500万千瓦，其中供应不足。力最大的春秋季中一半左右的风电集午全省最低负荷中在皖北平原。5/262000万左右。目录01项目背景02设计方案Contents03经济分析04前景分析及建议6/26设计方案u华润濉溪孙疃50MW风电场位于安徽省淮北市濉溪县，由华润电力控股有限公司投资新建，风电场装机容量为50MW，并配套建设10MW/10MWh电化学储能，是安徽省首个风电+储能项目。7/26设计方案—总体方案u建设规模：设计容量为10MW/10MWh，由5台2MW/2.0MWh储能电池单元和5台2.0MW逆变升压一体装置组成，还包括储能电站系统及相应的配套设施，实现电站能量的存储和回馈并网。u功能定位：储能电站具备调峰、一次调频、调压、备用等功能。8/26设计方案—储能蓄电池电池配置方案为：Ø电池选型：电池类型选用宁德时代，磷酸铁锂电池，充放电倍率为1C；Ø单元划分：5套2.0MW/2.0MWh储能电池系统，每套电池系统主要由2台汇流柜、一台控制柜和12套电池簇组成，集成于集装箱内；Ø接线方式：每套电池系统由4套电池单元组成，每套电池单元经汇流柜汇流后，通过电缆接入PCS；Ø系统组成：电池单元、控制系统、热管理系统、消防系统、供电系统、辅助安防系统等。9/26设计方案—储能PCSu系统功能：PCS系统的功能是将直流转换成交流，并升压至35kV，同时带有隔离、监控、保护、通讯等功能。u设备选型：单台储能变流器功率为500kW，选用干式变压器，变流器与变压器之间采用铜排连接，进出线回路采用断路器。10/26设计方案—总平面布置PCS集装箱和电池集装箱共10座，布置在风电场升压站预留场地，采用2行5列布置方式。11/26设计方案—储能监控EMS系统u储能站监控系统根据系统的要求和储能电站的运行方式，对储能电站的实时自动监控和调节。主要功能有：Ø能量管理功能Ø功率控制功能Ø监视功能Ø数据库的管理12/26设计方案—基础设计u基础型式：集装箱电池舱基础采用钢筋混凝土条形基础。基础上部预埋钢构件，用于与集装箱底座连接。u检修通道：集装箱底部设有检修坑，两侧安装电缆支架作为电缆通道。13/26设计方案—储能电站消防u消防型式选择：采用管网式全自动七氟丙烷灭火系统、消防预警系统。u消防系统组成：消防系统由火灾探测器、控制器、可燃气体检测、储存瓶组、管网、喷头、泄压阀、声光报警、气体喷洒指示灯、紧急启停按钮、手动自动开关等组成。14/26设计方案—设计要点设计要点01储能电站容量的确定02与风电场的关系03一次调频的逻辑15/26设计方案—储能电站容量的选择p功率选择p容量选择Ø安徽电网调峰压力紧张时段出Ø根据安徽省新能源消纳分析模现在春秋季中午，安徽院根据本型显示春秋季节中午调峰压力紧风电场已有测风数据、风机参数张持续时间约1小时，因此最终及布置等，计算风电场全年不同确定风电场配套储能容量为季节不同时段的出力，算出本风10MW/10MWh。电场春秋季节中午时段平均出力为8.9MW。根据安徽省电网公司16/26提供的数据，安徽省风电场春秋季中午时段的平均出力约20%。设计方案—与风电场的关系u功能定位：储能是风电场的一部分，是为了更好地确保风电场所发电量顺利消纳，成为电网的友好电源，因此站在系统角度，风电场和储能是一个整体。u调度关系：电网调度部门对风电+储能整个场站下发AGC总指令，风机与储能的负荷指令由场内通过二次协调控制；17/26设计方案—一次调频逻辑正常状态一次调频一次调频动作时结束时Ø一次调频系统与风电场升压站AGC处于并行状态。当系Ø当频率越限时，一次调Ø频率恢复正常时，一次调频统频率没有越限，AGC正常频系统自动起动，并闭锁系统退出运行，由AGC控制工作状态，一次调频系统不AGC装置调节储能部分储能电站的运行状态。动作。的功能。18/26目录01项目背景02设计方案Contents03经济分析04前景分析及建议19/26经济分析-收益方式多样u本项目定位为风电场配套储能，储能的加入可以使得新能源成为电网友好型的优质电源，同时帮助新能源实现多种价值，包括满足电网硬性要求、平滑出力曲线、提供辅助服务等。20/26经济分析-收益一般使用率较低收益低企业被动投资Ø平滑出力需要的储Ø平滑出力弥补的电Ø被迫增加项目投资。能容量小，即使弃电网考核损失费用少。Ø部分企业选择配置也是局部时段。Ø电网辅助服务带来低的廉价产品。Ø电网辅助服务使用的收益少。Ø不利于行业健康发频率低。展21/26目录01项目背景02设计方案Contents03经济分析04前景分析及建议22/26前景分析及建议-储能是新能源继续发展的必然选择风电和光伏网源不协调储能是最好快速增长矛盾加剧的解决方案Ø进入“十四五”，继续Ø新能源渗透率持续提Ø储能作为优质的灵活性发展风电光伏为代表的可升，网源更加难以协调，资源，大大提高新能源的再生能源是能源结构转型急需电网灵活性资源。电网适应性。的必然选择。23/26前景分析及建议24/26前景分析及建议01020304模式成熟成本下降政策支持创新发展Ø新能源+储能在Ø随着产业规模的Ø出台政策保护Ø赋予储能更多的还处于起步阶段，扩大，将带动储和培育发正在展功能和运营模式，需要大量项目积能行业技术升级，中的储能行业，通过灵活的市场累，形成一种成具有一定的成本保证行业持续稳化机制实现储能熟并被社会广泛下降空间。定健康发展。的成本回收。认可的运行模式。25/26汇报完毕，谢谢大家！