阳光电源刘超:风储融合关键技术及应用

能见App 2021年10月19日 3480

2021年10月17日-20日,2021北京国际风能大会暨展览会(CWP 2021)在北京新国展隆重召开。作为全球风电行业年度最大的盛会之一,这场由百余名演讲嘉宾和数千名国内外参会代表共同参与的风能盛会,再次登陆北京。

本届大会以“碳中和——风电发展的新机遇”为主题,历时四天,包括开幕式、主旨发言、高峰对话、创新剧场以及关于“国际成熟风电市场发展动态及投资机会”“国际新兴风电市场发展动态及投资机会”“风电设备智能运维论坛”“碳达峰碳中和加速能源转型”等不同主题的15个分论坛。能见App全程直播本次大会。

在储能与新能源融合发展论坛上,阳光电源股份有限公司刘超发表了题为《风储融合关键技术及应用》的主题演讲。

以下为演讲原文:

刘超:各位行业同仁大家下午好,我今天分享风储融合关键技术,偏向于耦合和关键应用。    

风储、光储,风光储是由于光伏或者新能源带来大的发展,让整个电网面临更大的挑战,从发电侧,电网侧,用户侧都面临一些挑战,尤其+储能之后,面向储能应用也是围绕三个方向展开的。发电侧肯定由于电力系统不平衡,电网侧也是由于泄露过载,所以加上风电、光伏,为了去把能量做一个搬移。用户侧,居民用电对于储能应用也是非常多的。

储能是非常重要的方式,或者说是一种技术形式,阳光电源目前在推的1500V储能系统,从三个方向展开,比如发电侧在风光储24小时发电,同时在电网侧也有活储调频,现在讲光储,风储,还有今年大型能源基地,包括鄂尔多斯,还有100GW的基地项目已经动工,后面风储一定面向大型工业基地去展开。

储能系统面临的挑战:第一,安全问题,尤其是今年4月份北京大红门事故之后,对于储能的经济模型、投资收益,或者应用场景而言,都体现出安全是其致命的问题;第二,度电成本,光伏度电成本3毛左右,已经实现平价了,后续发展趋势肯定是光储平价,即储能度电成本也要降低,而目前比较高,在5毛左右;第三,储能并网要求比较高,尤其现在全国接近30个省份都有不同的新能源电站配储能的要求,但电网又没明确详细的要求。阳光电源从这三方面出发,认为实现新能源耦合一定是专业集成。集成也从三个角度考虑,首先是安全,其次是更低的度电成本,第三,对电网的支撑。

从2016年我们国内推1500V光伏,到现在所有的光伏都是1500V的,现在在国内1500V储能已经陆续展开,但是海外项目现在80%都是1500V的储能。第三部分支撑电网这块,我们后面也展开了,从快速功率控制,惯量支撑角度来展开。从集成角度实现高质量发展。

要实现光储耦合,或者风储耦合,或者大型能源基地提出风光储一体化,1500V的储能肯定是一个趋势,度电成本降低10%以上的,尤其左边有两个案例,第一个青海特高压国内最大的储能系统已经并网的,但是也是1500V的储能,下面是海外今年6月份英国门第100兆瓦时的电网,还有就是液冷方案,虽然说前期的投资会高一点,但是从全生命周期度电成本来看是降低的,同时液冷好处均温性在集装箱内部电芯温度在3度以内,同时能量密度可以提出30%以上,这是我们推出的技术路线。

风储核心还是在储能系统安全,以及整个储能技术这块,对于电池,阳光电源自己做的电芯做集成等,对于电池也是有评估和预警机制,前期做集成的时候,让他们工作在同一个工作上面,保证整个系统稳定性。

再就是前面提到了储能系统的安全,因为阳光电源我们理念在消防预防和防护这一块,真正的储能电池一旦发生火灾其实是不可挽救的,我们讲电瓶车真的发生着火了,基本上就可以烧光了,储能的系统安全这块,火灾探测有几个角度,也是基于大数据分析有AI火灾探测系统,因为储能它的可燃气体做一个探测,通过BMS系统做融合之后可以更好的去在火灾发生之前更好预警,让整个储能系统做到预防。

因为储能系统温度控制是核心的,现在所有设计来看,集装箱设计是整个储能核心,储能集装箱内部的温度控制,是让电芯可以延长寿命,或者说在整个电芯成长周期里面可以更好的稳定状态,传统的温度控制是根据我们集装箱内部的温度去启动空调,我们现在做到智能控制,可以根据电芯温度,可以根据整个甚至外部输入,以及运营工矿,甚至气象数据更好预测整个储能系统工作在一个最佳的温度状态,大家都知道储能集装箱正常电池工作温度23度,加减5度,我们通过智能温控可以更好让储能集装箱工作在一个更好的温度状态下,可以让系统更好运行和工作。

现在并网要求非常高,尤其是新能源配储能越来越高,包括风储比例也在提高,这样储能的配置,对于电网支撑也是非常高的,首先左边就是SCR用的比较多的核心技术,目前也通过了中国电科院检测,右边是无功响应时间,我们做到了通过Goose协议,自研HPLC专用协议,控制策略算法优化,从最初到后面的设备达到90%,现在在光伏储能的PCS以及风电整个无功响应时间可以做到30毫秒以内,一方面支撑电网,另一方面裂变器也可以支撑电网。

黑启动我们也做了很多的技术研究,尤其是在美国做了案例,20兆瓦时的储能+燃气轮机作为黑启动电源,可以做到10毫秒的无缝切换,同时在美国的项目叫做独立储能作为黑启动电源,右下角这个案例也是在美国2018年做的比较成熟的案例,黑启动技术的应用,国内来看黑启动比较少。

我们讲的风光储耦合,或者光储耦合,或者风储耦合,除非是大型能源基地,尤其像今年三峡,乌兰察布基地是风光储一体化的,像现在新能源配储能,要么风储,要么光储,风光储耦合的时候,光伏系统,风电以及储能刚开始是三个独立系统,但是通过交流耦合的方式通过变压器做到变瓦,可以让风光储一体化做到的系统方案,尤其乌兰察布项目,我们也在运行,右边的案例,右上角是刚才提到的青海特高压基地,它也是一个耦合项目。右下角是去年在安徽做的储能电池,是安徽风储典型的案例,它可以实现24小时清洁发电。

去年阳光电源对于储能集成,尤其在发电侧,电网侧,用户侧案例比较多的,2020年储能应用800兆瓦时,今年2021年整个储能应用超过了3个GW时,具体案例不展开了,围绕新能源领域,像海外独立调频,国内光储,风储耦合应用,甚至在东南亚这些替代微网的项目,还有今年发改委能源局提高用户侧储能,国内用户储能没有真正发展起来,但是可以看到在澳大利亚、日本这些发达国家用户侧储能用的非常好,一方面由于电价机制,还有储能应用还是非常多的,所以国内尤其发改委在峰谷价差方面加大,所以从小的用户侧储能到大型能源基地储能案例非常多的。

像欧洲储能有激励机制,还有市场盈利模型,尤其是美国,现在的每年储能市场接近30个GW时,第二点,国内参与百兆瓦项目就两个,一个是青海项目,第二个就是今年三峡乌兰察布项目,还有英国门迪,大型的能源基地项目是后面,未来大型风储光储能源基地是趋势,我的汇报就是这些。谢谢。

 

(根据速记整理,未经本人审核)