核心提示 2018年10月18日，湖南首個電池儲能電站——長沙電池儲能電站一期示范工程項目開工建設。今年年初，一期工程10千伏榔梨儲能電站正式并網。該電站在建設過程中有哪些技術創新，又解決了哪些難題?

峰谷矛盾凸顯 儲能電站發揮調峰填谷作用

3月7日，國網湖南電力工作人員正在長沙電池儲能電站一期示范工程的10千伏榔梨儲能電站進行設備巡視，精心維護著湖南首個儲能電站。

2018年，湖南省用電呈高速增長態勢。據悉，國網湖南電力全年完成售電量1369.37億千瓦時，同比增長13.52%。其中，大工業電量528.74億千瓦時，同比增長13.63%;居民生活電量477.21億千瓦時，同比增長13.66%。湖南成為售電增長速度最快的中東部省份。隨著經濟高速發展和人民生活水平的提升，對于極端天氣較為頻繁的湖南來說，電池儲能電站建設成為解決負荷高峰期峰谷差矛盾、平抑負荷尖峰、保障電網安全、提高局部地區電能質量的有效措施。

在此背景下，長沙電池儲能電站一期示范工程項目于2018年10月開始建設。該項目共包含芙蓉、榔梨、延農3個鋰電池儲能電站，總功率達6萬千瓦，總容量12萬千瓦時。其中，芙蓉儲能電站功率2.6萬千瓦，容量5.2萬千瓦時，為全國單體容量最大并首次采用全室內設計的電池儲能電站。

“電池儲能電站就像一個超大容量的‘充電寶’，能夠實現電能的大規模存儲和快速釋放，能填補電網常規控制方法的盲區，實現電能靈活調節和精確控制，有效保障電網安全、提高局部地區電能質量。這是支撐湖南省清潔能源發展戰略的關鍵技術。”項目負責人郭思源說。

大膽開拓創新 提出電站整套系統調試方案

“功率指令響應正確!”1月27日，長沙儲能電站一期示范工程10千伏榔梨儲能電站正式并網。在毫無經驗可循的情況下，國網湖南電力的技術團隊攻堅克難，敢于創新，對項目建設層層把關，確保了建設任務順利進行。

長沙儲能電站是湖南首個電池儲能電站，工程建設時間緊、任務重，而且無歷史經驗可循。技術團隊只能“摸著石頭過河”。

“現在我們的工作進度不錯，整個項目已經進入三大系統對拖調試階段。”郭思源自豪地告訴記者。他們創新性地制定了儲能電池、儲能逆變器(PCS)、電池管理系統(BMS)的對拖及輪拖調試方案，對于首次開展儲能電站調試工作起到了良好的指導作用。

2018年9月，郭思源和團隊成員前往江蘇考察，了解到江蘇儲能電站在調試時，采用的是單倉直接并入電網進行充放電來驗證系統控制性能的方法。團隊成員決定在此方法基礎上再進行優化改進。

為了找尋合適的辦法，團隊成員查閱了300多萬字的材料，推翻了十多種方案。就在他們一籌莫展之時，團隊的嚴亞兵博士提出了“微型電網模擬”的設想，讓大家腦洞大開——既然單倉直接并入電網容易損害設備，那為什么不把這個驗證區域縮小，放入一個“微網”中來進行試驗呢?于是，一個通過控制儲能逆變器(PCS)系統，利用電池剩余電量對其他電池進行充放電，兩兩對拖，兩個電池堆之間相互傳輸能量，從而檢驗各單體系統及整體系統性能的方法就此誕生。此方案也為長沙儲能電站快速啟動整套系統調試奠定了堅實的基礎。

細致調試診斷 消除電站噪聲異常隱患

2018年入冬后，寒潮席卷三湘大地，榔梨儲能電站施工現場的溫度時常低至零下。項目團隊經受住了多重考驗，攻克了一個又一個技術難題。

1月30日，臨近年關，寒風中的儲能電力站施工現場，工程人員依舊在馬不停蹄地進行調試作業。“嗡……”電池艙中的一絲雜音引起了大家的注意。“這是哪里發出的聲音?”大家經過一番大致排查，發現原來是電池存在噪聲異常。考慮到異常噪聲反映出設備可能存在故障或者故障隱患，團隊迅速組織多專業技術專家“會診”消缺。

“現場噪聲和振動測試發現，電池艙內的兩組電池組在一組充放電另一組熱備用時，會產生約4800赫茲左右的噪聲和振動信號，其他工況均正常。”當時在現場參與排查的盧鈴博士回憶道。面對如此棘手的問題，團隊中電氣、噪聲、振動、繼保等專業技術人員聚集在一起，詳細分析了儲能電站電氣系統連接、設備原理、控制策略等，終于找出了問題根源。他們認為，噪聲異常可能來自于儲能逆變器電氣系統控制策略。為了徹底解決問題，他們又聯合調試項目部、廠家進行了深入分析。廠家在收到反饋信息后，修改了電流環控制參數，最終噪聲異常狀況消失。

“這雖然是一個‘小插曲’，但是為我們下階段儲能電站建設的全面展開積累了寶貴經驗。”看著運轉正常的白色電池艙，盧鈴與其他團隊成員終于松了一口氣。

嚴控電池質量 確保電站安全投產

電池是儲能電站的核心單元，其質量好壞直接關系到儲能電站的安全運行。為此，技術團隊從電池生產環節就開始進行全過程技術監督。

去年12月底，技術團隊在對現場組裝的電池組進行內阻試驗時，發現電池包內阻偏差大，運行時易導致電池溫度不均勻，不僅嚴重影響電池循環壽命，還存在引發電池火災的安全隱患。為此，團隊決定要求生產廠家整改。

起初，廠家辯解說問題不大，為了推翻廠家的錯誤結論，整個團隊反復試驗論證，在調試過程中比對各電池溫度變化。最終，面對“低負荷充放電試驗時即存在內阻大的電池溫度普遍高3～5攝氏度，如果滿充滿放，溫度會成倍增加”的詳實試驗結果，廠家同意整改，更換了20個電池包，涉及720個電芯。經過復測，各項指標合格。團隊的徐松博士說：“為了保證工程質量，我們細致地比對和調試，和廠家據理力爭。”

截至目前，該項目技術團隊已完成約45.5萬個電芯的監造，出具檢查型式報告126項、出廠試驗數據200萬余條，現場見證強制性試驗24項，發現不合格電芯4153支、不合格報告12份。在電芯出廠前，團隊已要求廠家剔除不合格電芯，并現場見證，盡最大努力將設備缺陷消除在制造和基建階段，為儲能電站安全穩定投產保駕護航。

長沙榔梨儲能電站的正式并網，為湖南下階段的儲能電站建設積累了寶貴經驗。據悉，3月底，芙蓉和延農兩個儲能電站也將投運，長沙電池儲能電站將全面建成。

據測算，該電站建成后，可在每天用電高峰期間提供電量12萬千瓦時，滿足30萬戶居民生活用電需求。屆時，電池儲能的大規模發展，可以形成集群效應，有效優化湖南電網網架結構，助力解決長沙地區電源遠端用電高峰能力短缺問題，大大提升湖南電網電力供應可靠水平。此外，該電站還將發揮削峰填谷、負荷響應、“黑啟動”服務等功能，為緩解電力供需矛盾提供新手段，提高祁韶特高壓直流輸送能力，緩解湖南用電高峰電力不足問題。