中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)江蘇省電力設(shè)計(jì)院有限公司主任工程 師秦華

　　2019年5月18-20日，中關(guān)村儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)技術(shù)聯(lián)盟、中國(guó)科學(xué)院工程熱物理研究所舉辦“ESIE2019儲(chǔ)能國(guó)際峰會(huì)暨展覽會(huì)”，中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)江蘇省電力設(shè)計(jì)院有限公司主任工程 師秦華在會(huì)議上發(fā)言。

　　在主題論壇4：“儲(chǔ)能參與與輔助服務(wù)市場(chǎng)(現(xiàn)貨市場(chǎng))價(jià)值實(shí)現(xiàn)”論壇上，中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)江蘇省電力設(shè)計(jì)院有限公司主任工程師秦華分享了“儲(chǔ)能電站調(diào)頻調(diào)峰應(yīng)用與實(shí)踐”。

　　以下為發(fā)言實(shí)錄：

　　中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)江蘇省電力設(shè)計(jì)院有限公司主任工程師秦華：各位同仁下午好，我來(lái)自中國(guó)能建江蘇電力設(shè)計(jì)院有限公司，主要介紹我們做過(guò)的一個(gè)工程，分享設(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)。

　　江蘇院現(xiàn)在是隸屬于中國(guó)能源建設(shè)集團(tuán)，儲(chǔ)能業(yè)務(wù)也是江蘇院在轉(zhuǎn)型過(guò)程中研判標(biāo)準(zhǔn)和發(fā)力的又一熱點(diǎn)。包括我們?cè)嚎偘囊恍┫裰须娍萍嫉囊恍﹥?chǔ)能項(xiàng)目，也于前幾年正式投運(yùn)。

　　介紹的內(nèi)容分為幾部分：

　　第一，儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的定位。

　　第二，鎮(zhèn)江東部電網(wǎng)儲(chǔ)能電站技術(shù)方案。

　　第三，工程的數(shù)據(jù)情況。

　　第四，相關(guān)建議。

　　一、儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的定位。

　　大家都知道，儲(chǔ)能現(xiàn)在在發(fā)電側(cè)、輸配電站和用戶側(cè)應(yīng)用非常廣泛，發(fā)電側(cè)主要是解決可再生能源接入電網(wǎng)以后對(duì)穩(wěn)定性造成的影響，輸電和配電側(cè)主要由于傳統(tǒng)的擴(kuò)容方式受限于一些資源的限制，資源的限制與負(fù)荷的不斷增長(zhǎng)之間有些矛盾，所以引入儲(chǔ)能能有效的緩解這些矛盾。用戶側(cè)儲(chǔ)能的引入可以提高用戶側(cè)分布式儲(chǔ)能的接納能力，保證供電可靠性。

　　二、示范工程的技術(shù)方案。

　　項(xiàng)目背景，鎮(zhèn)江有一個(gè)比較老一點(diǎn)的電場(chǎng)，諫壁電場(chǎng)， 2018年夏季用電高峰存在著缺口，鎮(zhèn)江東部的電網(wǎng)主要是大綱、鎮(zhèn)江的揚(yáng)中這些地區(qū)供電非常緊迫，為了緩解鎮(zhèn)江地區(qū)2018年迎峰度假的壓力，在這個(gè)背景下建設(shè)一些儲(chǔ)能電站。

　　這張圖介紹一下運(yùn)營(yíng)策略，這個(gè)片區(qū)里面在2018年最高日負(fù)荷超過(guò)電網(wǎng)的供電能力，第一9點(diǎn)40到11點(diǎn)30，持續(xù)時(shí)間2小時(shí)，最大電力缺口22萬(wàn)千瓦，電量19.8萬(wàn)千瓦時(shí)。第二個(gè)時(shí)段下午1點(diǎn)半到三個(gè)半，持續(xù)時(shí)間2小時(shí)，最大電力缺口10.8萬(wàn)千瓦，電量缺口3.6萬(wàn)千瓦時(shí)，第三個(gè)階段晚上8點(diǎn)半到10點(diǎn)半，持續(xù)時(shí)間2小時(shí)，電量缺口14.8萬(wàn)，運(yùn)營(yíng)策略主要包括這三個(gè)方面，第一個(gè)3點(diǎn)到6點(diǎn)，持續(xù)時(shí)間4小時(shí)，第二個(gè)時(shí)段12：-13：00持續(xù)時(shí)間1小時(shí)，第三個(gè)時(shí)段，18：00-19：00，持續(xù)時(shí)間一小時(shí)，滿足晚高峰時(shí)期的需求。

　　建設(shè)規(guī)模，8個(gè)站，右邊這張圖顯示8個(gè)站的地址，33畝的變電站，4個(gè)110的變電站和210的，右邊是工程名稱和建設(shè)規(guī)模，總共加起來(lái)101兆瓦，202兆瓦是8個(gè)站，主要參與電網(wǎng)的調(diào)峰調(diào)頻調(diào)壓，全部接入到統(tǒng)一部署建設(shè)的網(wǎng)源荷儲(chǔ)儲(chǔ)能。主要有儲(chǔ)能電池、電池的管理系統(tǒng)(BMS)、儲(chǔ)能變流器、監(jiān)控系統(tǒng)、升壓變壓器、SVG，基本功能大家比較了解，就不介紹了。

　　設(shè)備情況：電池采用磷酸鐵鋰電池組，生產(chǎn)廠商主要是寧德時(shí)代、中天科技、合肥國(guó)軒、力信能源，安全可靠性高、能力密度高、充放電速率快、使用壽命長(zhǎng)，多個(gè)電池串并聯(lián)形成一個(gè)電池模塊，多個(gè)模塊串聯(lián)形成電池簇，多個(gè)簇并聯(lián)形成電池堆，2個(gè)電池堆安裝一個(gè)艙。

　　工程的特點(diǎn)：一二次設(shè)備高度集成，采用標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制艙體布置形式，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案模塊化，設(shè)備基礎(chǔ)通用化、施工建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化、縮短了建設(shè)周期、節(jié)約建設(shè)成本，跟現(xiàn)在變電站的建設(shè)模式是一樣的，采用預(yù)制艙體的布置形式。

　　智能總控艙、電池艙、PCS升壓艙、匯流艙、SVG艙、倉(cāng)體數(shù)量多，電池倉(cāng)與PCS升壓艙一一對(duì)應(yīng)，前者有空調(diào)，后者有通風(fēng)，下面是艙體在現(xiàn)場(chǎng)的布置。

　　電氣設(shè)計(jì)，優(yōu)化主接線，將進(jìn)線柜與PCS艙一一對(duì)應(yīng)的型式優(yōu)化為一拖四，一拖三，多臺(tái)PCS升壓變預(yù)制艙，右邊是接線圖。

　　SVG：與儲(chǔ)能系統(tǒng)配合，提高儲(chǔ)能站無(wú)功調(diào)節(jié)能力，以IGBT為核心，快速連續(xù)提供融性或感性無(wú)功。優(yōu)點(diǎn)：平衡三相電壓、降低損耗，右邊是接線原理圖。

　　監(jiān)控系統(tǒng)：監(jiān)控系統(tǒng)是核心部件，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能站中儲(chǔ)能系統(tǒng)升壓變壓器、SVG等進(jìn)行信息采集、處理、實(shí)施監(jiān)控、有自動(dòng)控制、無(wú)功電壓控制、與調(diào)度通信和運(yùn)行管理，包括支持遠(yuǎn)方和就地模式。右邊是二次的原理圖。

　　分層架構(gòu)：監(jiān)控系統(tǒng)主要采用分層的架構(gòu)，有站控層(監(jiān)控主機(jī)、數(shù)據(jù)服務(wù)器、通風(fēng)網(wǎng)關(guān)機(jī))，間隔層(就地監(jiān)控裝置、測(cè)控裝置等等)

　　源網(wǎng)荷總體策略：按層級(jí)切負(fù)荷，每個(gè)子站分為6個(gè)層級(jí)，結(jié)合不同故障，故障模式有一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，有一定的策略在里面。比如說(shuō)像省外直流故障、晉蘇直流故障東營(yíng)不同優(yōu)先級(jí)切負(fù)荷。

　　儲(chǔ)能策略：執(zhí)行：儲(chǔ)能系統(tǒng)直接按最大能力滿放。這是上端的策略和中端執(zhí)行的策略。

　　前面同事也講了AGC、AVC的控制模式。AGC控制模式：調(diào)度AGC模塊根據(jù)ACE五模塊計(jì)算儲(chǔ)能站充放電功能(詳見(jiàn)PPT)。

　　三、工程的參數(shù)。

　　這是一個(gè)工程的地址，每套2MWh的儲(chǔ)能，日常是8個(gè)電池簇構(gòu)成，每個(gè)電池簇由40個(gè)電池插箱和1個(gè)高壓箱組成，每個(gè)電池插箱由兩個(gè)6并3串的標(biāo)準(zhǔn)模塊構(gòu)成，兩個(gè)電池簇為6并240串，儲(chǔ)能預(yù)制艙每4個(gè)電池簇并聯(lián)接入一臺(tái)500kwPCS。

　　主機(jī)線兩個(gè)方案：第一單元接先，還有集電環(huán)節(jié)接線，進(jìn)行了優(yōu)化。

　　這是電氣專業(yè)的平面布置，入口主要是在站區(qū)西側(cè)圍墻，圍墻采用實(shí)體磚，四周增設(shè)隔音設(shè)施，總平面布置方案中，所有集裝箱呈整列式整齊排列在道路周邊，整體布置緊湊合理，功能分區(qū)清晰明確，站區(qū)內(nèi)道路設(shè)置合理流暢。

　　四、建議。

　　針對(duì)電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站工程特點(diǎn)按照標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化加工、裝配式建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)配送式建設(shè)模塊，形成標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、智能化的電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)方案。

　　建議：建立火災(zāi)綜合預(yù)警系統(tǒng)，把儲(chǔ)能電站里面的煙感、溫感、紅外攝象頭、電池內(nèi)部溫度控制單元整合一下，在線監(jiān)測(cè)和其他設(shè)備的關(guān)鍵指標(biāo)。

　　優(yōu)化站用電設(shè)計(jì)，站用電負(fù)荷過(guò)大增加投資，降低電站供電負(fù)荷，影響設(shè)備運(yùn)行工況。儲(chǔ)能電站站用電負(fù)荷主要為空調(diào)，空調(diào)布置和風(fēng)道設(shè)計(jì)不合理可能導(dǎo)致電池倉(cāng)的運(yùn)行工況惡化并降低PCS的出力，建議優(yōu)化站用電的設(shè)計(jì)。

　　還有一些難點(diǎn)和工作重點(diǎn)：

　　1、電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能規(guī)劃技術(shù)工作。

　　2、鋰電池消防方案。

　　3、電化學(xué)儲(chǔ)能電站布置方案。

　　4、大容量?jī)?chǔ)能電芯研制。

　　5、電池插箱設(shè)計(jì)。

　　6、電池艙體設(shè)計(jì)。

　　7、BMS、PCS、監(jiān)控系統(tǒng)通用規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)化。

　　8、監(jiān)控系統(tǒng)功能升級(jí)。