?3月17-19日,以“擁抱十四五 暢想碳中和”為主題的PAT2021 愛光伏一生一世光伏先進技術研討會在合肥隆重舉行。國家電投集團黃河上游水電開發有限責任公司總經理魏顯貴就新能源領域儲能實證研究及應用做了主旨演講。
魏顯貴指出,通過采用多種類型儲能技術,對“儲能+新能源”系統進行多種方案配置,通過不同儲能技術、不同儲能特征、不同儲能功能與不同光伏容配比發電系統、風電系統在不同應用場景下的聯合運用對比分析發現,建立一種可工程化應用新能源發電系統的規劃設置、協配控制、設備選型的方式,為儲能系統在新能源中大規模應用提供技術支撐,為新能源行業發展起到示范作用。
光儲聯合運行削峰填谷-能量搬移:在中午光伏大發時,光伏出力超過電力系統需求,儲能系統開始充電,減少了棄光。在下午太陽輻照減弱時,光伏出力小于電力系統需求,儲能系統開始放點,填補光伏出力不足。光儲結合運行時,儲能系統很好發揮削峰填谷作用,減少了棄光。光儲結合運行實現了能量轉移,降低負荷高峰,填補發電低谷。
光儲聯合運行平滑輸出曲線:多云天氣時,光伏發電輸出功率具有波動性,對電網安全運行影響較大,儲能可以平滑功率輸出,一直光伏出力的波動,增加光伏處理穩定性。光儲結合運行時,儲能系統很好發揮平滑功率曲線作用,解決光伏發電的波動性。
光儲聯合運行調峰曲線:儲能電池系統在不同時刻調峰輸出時,可按照設定值輸出,且輸出相對穩定,儲能電池系統可實現電網調峰的應用。
光儲聯合運行跟蹤調度輸出曲線:光儲聯合運行波動較小,選擇9:00-18:00之間的數據,每5分鐘為一個點,共統計92個點光伏實發功率,共有32個點滿足合格要求,合格率為34.78%;光儲聯合運行功率共有60個點滿足合格要求,合格率為65.22%,明顯提高響應調度精度,光儲聯合運行科有效降低AGC考核。
不同電池溫度特性研究:從電池的溫度來看,2C電池的電池溫升較快,且溫度較高,比1C和0.5C高9℃左右;從電池的溫度一致性來看:2C電池的溫度一致性較差,電芯溫度差最大9℃,1C電池電芯溫度差最大8℃,0.5C電芯溫差最大5℃。
不同電池電芯溫升控制策略研究:通過三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池對比,鋰電池運行過程中最大電壓差0.05—0.09V,電壓的偏差偏小,一致性較好。
不同種類儲能系統充放電效率對比:A類電池系統效率最高,為91.88%;液流電池的系統率較低,E類電池為58.28%;F類電池為43.72%,F電池的系統效率為43.42%,主要原因為系統循環泵、風機、控制系統等耗電全部來源于電池系統。儲能系統變流器(PCS)或直流電壓變換器(DC/DC)損失分別為4.71%、3.44%、2.86%、8.24%、4.89%,其中三元鋰(鎳鈷錳NCM)子陣PCS損耗過高,其余子陣PCS損失基本在3%~4%左右。
風電儲能實證研究:莫合、那仁風電項目并配套儲能項目2018年開工建設,莫合風電場儲能工程安裝于共和450MW風電場,建設27套儲能裝置、共配套容量81MWh儲能系統;那仁風電場儲能工程安裝于烏蘭100MW風電場,建設4套儲能裝置、共配套容量20MW儲能系統。包括磷酸鐵鋰鋰離子電池、全釩液流電池3種不同類型儲能電池。
風電儲能聯合出力運行曲線:風電儲能AGC系統總體運行穩定,從運行情況分析,白天風速較小,全站總有功一直低于目標總功率;夜間風速升高后,出力增強,總有功超過目標總功率,儲能電池啟動充電,有效減少了棄風,實現能量搬移、平滑曲線、跟蹤計劃出力、調峰調頻的控制、未發現負荷超限的情況。
關于配置新能源+儲能,魏顯貴表示光儲結合不僅能實現能量搬移,減少限電造成電量損失,解決棄光起風,平滑功率輸出曲線,利用儲能電池調節可以實現削峰填谷及平滑輸出,更承擔調峰調頻服務,增強電網調節能力,促進新能源能源消納,滿足調度的適時調節,根據調度實時要求輸出功率。同時,分布式儲能接入方式更靈活,應用更安全。
(本文根據嘉賓演講內容整理,未經嘉賓審核)
魏顯貴指出,通過采用多種類型儲能技術,對“儲能+新能源”系統進行多種方案配置,通過不同儲能技術、不同儲能特征、不同儲能功能與不同光伏容配比發電系統、風電系統在不同應用場景下的聯合運用對比分析發現,建立一種可工程化應用新能源發電系統的規劃設置、協配控制、設備選型的方式,為儲能系統在新能源中大規模應用提供技術支撐,為新能源行業發展起到示范作用。
光儲聯合運行削峰填谷-能量搬移:在中午光伏大發時,光伏出力超過電力系統需求,儲能系統開始充電,減少了棄光。在下午太陽輻照減弱時,光伏出力小于電力系統需求,儲能系統開始放點,填補光伏出力不足。光儲結合運行時,儲能系統很好發揮削峰填谷作用,減少了棄光。光儲結合運行實現了能量轉移,降低負荷高峰,填補發電低谷。
光儲聯合運行平滑輸出曲線:多云天氣時,光伏發電輸出功率具有波動性,對電網安全運行影響較大,儲能可以平滑功率輸出,一直光伏出力的波動,增加光伏處理穩定性。光儲結合運行時,儲能系統很好發揮平滑功率曲線作用,解決光伏發電的波動性。
光儲聯合運行調峰曲線:儲能電池系統在不同時刻調峰輸出時,可按照設定值輸出,且輸出相對穩定,儲能電池系統可實現電網調峰的應用。
光儲聯合運行跟蹤調度輸出曲線:光儲聯合運行波動較小,選擇9:00-18:00之間的數據,每5分鐘為一個點,共統計92個點光伏實發功率,共有32個點滿足合格要求,合格率為34.78%;光儲聯合運行功率共有60個點滿足合格要求,合格率為65.22%,明顯提高響應調度精度,光儲聯合運行科有效降低AGC考核。
不同電池溫度特性研究:從電池的溫度來看,2C電池的電池溫升較快,且溫度較高,比1C和0.5C高9℃左右;從電池的溫度一致性來看:2C電池的溫度一致性較差,電芯溫度差最大9℃,1C電池電芯溫度差最大8℃,0.5C電芯溫差最大5℃。
不同電池電芯溫升控制策略研究:通過三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池對比,鋰電池運行過程中最大電壓差0.05—0.09V,電壓的偏差偏小,一致性較好。
不同種類儲能系統充放電效率對比:A類電池系統效率最高,為91.88%;液流電池的系統率較低,E類電池為58.28%;F類電池為43.72%,F電池的系統效率為43.42%,主要原因為系統循環泵、風機、控制系統等耗電全部來源于電池系統。儲能系統變流器(PCS)或直流電壓變換器(DC/DC)損失分別為4.71%、3.44%、2.86%、8.24%、4.89%,其中三元鋰(鎳鈷錳NCM)子陣PCS損耗過高,其余子陣PCS損失基本在3%~4%左右。
風電儲能實證研究:莫合、那仁風電項目并配套儲能項目2018年開工建設,莫合風電場儲能工程安裝于共和450MW風電場,建設27套儲能裝置、共配套容量81MWh儲能系統;那仁風電場儲能工程安裝于烏蘭100MW風電場,建設4套儲能裝置、共配套容量20MW儲能系統。包括磷酸鐵鋰鋰離子電池、全釩液流電池3種不同類型儲能電池。
風電儲能聯合出力運行曲線:風電儲能AGC系統總體運行穩定,從運行情況分析,白天風速較小,全站總有功一直低于目標總功率;夜間風速升高后,出力增強,總有功超過目標總功率,儲能電池啟動充電,有效減少了棄風,實現能量搬移、平滑曲線、跟蹤計劃出力、調峰調頻的控制、未發現負荷超限的情況。
關于配置新能源+儲能,魏顯貴表示光儲結合不僅能實現能量搬移,減少限電造成電量損失,解決棄光起風,平滑功率輸出曲線,利用儲能電池調節可以實現削峰填谷及平滑輸出,更承擔調峰調頻服務,增強電網調節能力,促進新能源能源消納,滿足調度的適時調節,根據調度實時要求輸出功率。同時,分布式儲能接入方式更靈活,應用更安全。
(本文根據嘉賓演講內容整理,未經嘉賓審核)