电网侧储能电站应用实践江苏省电机工程学会储能专委会国网江苏省电力有限公司经济技术研究院2019.4谢珍建Ø江苏省电机工程学会储能专业委员会秘书Ø国网江苏省电力有限公司经济技术研究院规划发展研究中心副主任Ø研究员级高级工程师Ø国家电网专业领军人才Ø国家注册咨询工程师Ø国家注册电气工程师Ø主要从事电力系统和电网发展规划研究工作。个人简介江苏电机工程学会储能专业委员会：2019年3月27日，储能专业委员会经江苏电机工程学会批准设立，挂靠国网江苏省电力公司经济技术研究院，由国网江苏省电力有限公司发展部许海清担任主任委员。专委会主要任务和职责包括：Ø制订和实施江苏储能专业中长期学术交流活动规划和年度计划；Ø为江苏储能专业的地方、行业的科技政策、科技发展战略和科技规划提供咨询、决策服务Ø组织开展江苏储能专业领域的科学技术知识普及工作，传播科学精神和方法，推广先进技术；Ø编辑、出版、发行储能专业的科技报刊、论文集或专业书籍等；Ø发现、培养和推荐在储能科技活动中取得优秀成绩的会员和储能科技工作者；Ø组织开展储能专业规程、规范、标准的编制等工作；Ø组织开展储能领域优秀论文、专利技术、科技项目等科技成果的评价、评审和推荐；Ø反映储能科技工作者的意见和要求，维护储能科技工作者的合法权益。国网江苏经研院是国网江苏省电力有限公司直属单位，主要负责为江苏公司在战略研究、电网规划、技术经济、设计咨询等方面提供全方位的技术支撑与优质服务。国网江苏经研院下设4部3中心，员工约200人；规划发展研究中心重点开展战略研究和电网规划业务，员工约40人。战略研究业务•开展企业战略问题以及企业发展战略和中长期规划等软科学研究工作，提供企业战略和运营管理等重大决策咨询服务•开展电力体制改革创新工作研究；开展电力市场建设运营研究•开展能源环保经济及地方政策研究；开展全省宏观经济、能源发展、电力需求以及其他公司发展和电网发展战略重大问题研究•开展新能源、分布式能源、储能技术等技术经济特性以及技术应用研究；开展相关效益分析、投资评价与投资策略研究•开展能源综合服务领域技术研发与应用研究；开展能耗理论与实务研究电网规划业务•开展本省电网发展总体规划和专项规划的研究与编制•开展相关电网规划方案的研究和编制及部分电网规划衔接•负责省级配电网及专项规划编制；负责市级配电网规划的评审评价；负责配电网规划相关技术标准编写•负责对市经研所提供专业技术指导；开展配电网规划前沿技术及管理政策研究•负责智能化规划及二次规划编制；负责主干通信网规划编制；开展配电自动化发展规划•开展现代通信技术、信息技术发展趋势与电网融合研究国网江苏经研院及规划发展研究中心一、电网侧储能应用背景二、镇江电网侧储能实践三、电网侧储能优化升级四、电网侧储能研究展望n“十九大”报告中强调，“推进能源生产和消费革命，构建清洁低碳、安全高效的能源体系”，能源清洁低碳转型是全球能源发展的必然趋势。n电力系统运行面临一系列重大挑战。n储能应用条件基本成熟。电网侧储能对系统支撑作用明显，储能技术快速发展，储能成本快速下降，储能政策机制和市场环境逐步完善。n电网侧储能规模化应用是未来发展趋势。Ø国家五部委发布《关于促进储能技术与产业发展的指导意见》（发改能源﹝2017﹞1701号）明确储能在我国能源产业中的战略定位，“十三五”期间实现储能由研发示范向商业化初期过渡，“十四五”期间实现商业化初期向规模化发展转变Ø江苏省发展改革委发布了《关于转发<关于促进储能技术与产业发展的指导意见>的通知》（苏发改能源发﹝2018﹞515号）电网侧储能项目按照相关要求组织评估后纳入省级电力规划，明确分地区分年度规划规模，由各设区市发展改革委依规组织项目优选，指导项目备案。Ø江苏公司2018年中工作会上提出要加快建设“源网荷储”协调发展的高端电网增强源网荷储互动能力，升级打造“大规模源网荷储友好互动系统”，提升电网瞬时、短时和时段三个平衡能力，提高江苏电网抵御事故水平、清洁能源消纳水平和电网综合能效水平。n江苏公司发布《关于推进储能研究与应用的指导意见》（苏电发展〔2018〕922号），明确省/市公司各专业部门职责分工，全方位开展储能研究，形成5年规划报告、专题研究报告、标准、规程规范等数十万字研究成果。ü应用场景全覆盖ü关键环节全覆盖一、电网侧储能应用背景二、镇江电网侧储能实践三、电网侧储能优化升级四、电网侧储能研究展望扬中地区镇江大港新区丹阳地区镇江东部地区为缓解镇江东部地区2018年夏季高峰期间供电压力，在镇江大港新区、丹阳市和扬中市新建8个储能电站，总规模101MW/202MWh。建设周期约2个月，2018年夏季高峰前实现整体投运。Ø电池选型：磷酸铁锂电池Ø布置方案：预制舱式平铺方案Ø主接线：单母线分段接线Ø主要设备：电池舱、PCS升压舱、汇流舱、SVG舱、智能总控柜、站用变Ø二次系统：储能管理系统、智能辅助控制系统、源网荷储系统、电池舱消防系统储能参与紧急控制系统架构某储能电站，PCS从满充到满放实测，结果为60毫秒镇江电网侧储能项目全部接入江苏“源网荷储”系统，储能电站从充电转为放电耗时小于100ms，纳入“源网荷储”系统后的整体响应时间小于350ms。迎峰度夏期间采用“日前调度计划”控制模式，以“两充两放”或“一充一放”运行模式参与用电高峰调节。按照日前调度计划下达的充放电曲线运行，共完成充电157次、放电149次。通过分区聚合和断面约束，实现快速功率控制。储能开始放电储能放电结束夏季高峰期间运行模式2018年最大负荷日晚峰镇江访晋分区负荷曲线2018年10月后，根据江苏电网发用电负荷水平变化情况，镇江储能项目参与大电网实时频率调节，设定响应优先级：源网荷储、一次调频、AGC，显著提升了江苏电网CPS1考核指标。镇江储能电站跟踪AGC指令情况，AGC跟踪曲线几乎与指令曲线重合，平均控制精度误差仅1.03%0100200月910月11月储能投运后CPS1储能投运前CPS1储能投运后CPS2储能投运前CPS22017年与2018年同期江苏电网CPS对比以江苏某百万机组事故后，镇江储能电站参与一次调频情况为例，与常规机组相比，储能电站一次调频响应更快，达到最大调整量的时间更短，100MW储能对电网的贡献相当于某电厂5台1000MW机组。储能电站一次调频动作情况储能电站与常规机组对比•182018年11月镇江储能项目先后完成AVC联合调试。以建山储能电站为例，左图中黑色曲线代表接入AVC系统前的10千伏母线电压，蓝色曲线代表接入AVC系统后的10千伏母线电压，电压波动频率和幅度都有所降低。建山储能站AVC控制效果建山储能站PCS和SVG无功响应情况±2MVar以内SVG响应区间PCS无功响应PCS无功响应Ø占地面积：101MW占地33.7亩。Ø功率密度：选用1MW/2MWh电池舱。Ø安全性：有待构建完整的消防体系。Ø设备选型：型号众多、标准不一。镇江电网侧储能项目有待研究提升的方面：一、电网侧储能应用背景二、镇江电网侧储能实践三、电网侧储能优化升级四、电网侧储能研究展望在总结镇江电网侧储能项目基础上，编制《江苏电网侧储能电站关键设备技术规范》、《江苏省电网侧储能电站模块化典型设计方案》，对设备选型、优化设计等方面对储能电站进行全面优化升级。选型标准采用高品质、大容量电芯，扩大BMS系统状态监测范围，提升PCS无功调节能力要求，优化站端监控系统通信网络。优化设计8个通用设计方案，提高单位用地能量密度；采用防事故扩大技术，提高本质安全水平。综合性能电池簇能量效率不小于92%；电池按照每天2次充放电循环，可运行10年。技术规范典型设计方案技术规范技术调研专项研究建设经验评审研讨电化学储能电站典型设计方案工程规模布置形式户外方案半户内方案应用模块化建设最新科研成果，细化技术细节，编制通用设计技术导则，指导工程设计。根据接入系统、规模和布置型式等，形成8个电化学储能电站典型设计方案。8个通用设计方案覆盖多种容量类型储能电站，满足绝大多数储能电站工程建设需要，最大限度实现了设计标准统一。户外半户内10.08MW/17.6MWh20.16MW/35.2MWh40.32MW/70.4MWh100.8MW/176MWh建设规模布置形式Ø特色一：更安全采用三级防护系统，通过消防联动，防火分区等手段有效提高储能电站安全防护水平，最大程度保证储能电站的安全可靠。Ø特色二：更省地（1）电池舱背靠背、中间夹防火墙的布置方式，减少防火间距；（2）单体电池舱容量由原来的1MW/2MWh提升至1.26MW/2.2MWh，充分利用了电池舱内空间；（3）选用大容量PCS，且PCS两两并联至一台升压变，减少场地内变压器数量；（4）升压变和PCS在空间内成排对称布置，减少占地面积。500kWPCS630kWPCS单舱2MWh标准舱体2.2MWh220平方/kW187平方/kW110平方/kwh107平方/kwh17%10%26%3%Ø特色三：更节能（1）小容量储能电站采用一级升压系统，减小多级升压的电能损耗；（2）站用变集中设置在母线上，实现共享站用变功能；（3）PCS、升压变容量合理匹配，减少容量冗余；（4）储能电站内均采用低损耗设备，如PCS、升压变、站用变等。站用电率储能损耗率变配电损耗率Ø特色四：更先进磷酸铁锂电池及其管理系统技术要求：（1）提高电池单体容量，减少电池数量；（2）电池模块成组时块与块之间应留有一定空隙，预留消防管道；（3）具备测量或计算电池内阻的功能，分析电池内阻变化趋势，对电池的健康状态作预警；（4）参考预制舱的标准，提升电池舱性能。Ø特色四：更先进功率变换系统（PCS）技术要求：（1）PCS应具备至少2台并联运行的能力；（2）PCS与监控系统之间的通信接口及规约要求；（3）PCS接入江苏源网荷系统的要求。Ø特色四：更先进计算机监控系统技术要求：（1）配置就地监控系统，提高调试、运维的便捷性；（2）监控系统具备诊断预警、全景分析等高级功能；（3）对有功功率控制、无功电压控制、时间同步及监测、网络安全监测等提出了详细的要求。Ø特色五：更利于运维（1）电池舱宽度提升至2800mm，通道宽度预留1m以上，保证了运维空间；（2）二次配置就地监控系统，可实现对电池、PCS等设备的灵活监控和数据上传读取；（3）PCS、升压汇流站均布置于户内，可保证运维检修不受天气影响；（4）升压变低压侧设置环网柜（手车柜），提升运维安全性。31一、电网侧储能应用背景二、镇江电网侧储能实践三、电网侧储能优化升级四、电网侧储能研究展望飞轮储能、全钒液流等其它储能技术路线应用的可行性？新型储能技术路线配电网、微电网等其它储能应用场景？新型储能场景在变电站+储能基础上探索变电站+储能+数据中心等其它模式？功能拓展谢谢•33