5月23日，由國家能源局科技裝備司指導，中國能源研究會、中關村管委會、中關村海淀園管委會支持，中關村儲能產(chǎn)業(yè)技術聯(lián)盟（CNESA）主辦的“儲能國際峰會暨展覽會2017”在國家會議中心·北京隆重開幕。甘肅省電力公司風電技術中心主任汪寧渤發(fā)表主題演講。以下為演講內(nèi)容：

　　各位專家、各位來賓，請允許我在這跟大家共同分享一下儲能改善風電并網(wǎng)性能的研究相關的話題。

　　匯報的內(nèi)容主要分為以下五個方面：

　　第一，簡單介紹一下項目的基本情況和背景

　　我國風能資源逆向分布特點突出，風光資源逆向分布導致大規(guī)模風電隨機波動性，以及送出消納等一系列問題矛盾突出，其中如何平抑風光電的隨即波動性成為大家普遍關注的問題。

　　這是逆向分布基本數(shù)據(jù)，2015年到2016年基本上都是這樣，風電80%集中在三北地區(qū)，光伏60%以上集中在西部地區(qū)，我國用電負荷80%集中在東南部地區(qū)，與歐美國家發(fā)展模式顯著不同，中國的風光電還是大規(guī)模集中開發(fā)，遠距離送出，集中打捆外送的趨勢，歐美國家靠近負荷中心，就近消納的模式，兩種不同的發(fā)展模式導致不同的特點。

　　甘肅在最早批準建設千萬千瓦風電基地，同時甘肅我們看到敦煌750變電所，是距離甘肅省用電負荷中心蘭州有1000多公里，相當于北京到南京這樣一個距離，在這樣一個點上，是目前全世界一個變電所集中規(guī)模最大的，在這個點上集中并網(wǎng)800多萬將近900萬的風電和光伏。同時，它的送出電壓等級750千伏，集中并網(wǎng)等級是330千伏，在這個區(qū)域有330千伏變電所集中接入，也是目前集中接入電壓等壓最高輸出最遠的基地。在這樣的情況下，這條雙回路750千伏輸電網(wǎng)絡，就承載著1000多萬風光電的輸送能力。

　　甘肅現(xiàn)在整個風光電裝機容量是1980萬千瓦左右，其中90%集中在河西走廊，又其中大部分集中在看到最靠近新疆邊上酒泉市瓜州、及其敦煌這樣一個點上，這樣遠距離送出風電的波動性和運行控制等方面的問題就比較突出。現(xiàn)在已經(jīng)調(diào)試完成，酒泉到湖南，這個項目和其他的地方有什么重大的區(qū)別，這是目前全世界唯一一個送端沒有常規(guī)電源送端電網(wǎng)。所以在大家都為它的投產(chǎn)捏了一把汗，原來配套了400萬火電，后來改成了200萬，200萬也要隔一、兩年才能建成，沒有常規(guī)電壓，它直接配套了現(xiàn)在是1200多萬，將近1300萬的風電和光伏，其中900萬的風電和300萬的光伏，將來存在很多的問題。

　　第二部分，把大型能源基地的特點簡單說一下

　　首先是風能資源的逆向分布，我們大型風電基地主要是大規(guī)模集中開發(fā)，遠距離送出，同時我們中國現(xiàn)在目前裝機容量超過30%的四個省份全部集中在西部省份，其中甘肅是40.7%，寧夏、新疆和青海都超過了30%。這個裝機比例實際上比德國、丹麥風光電裝機比例還要高，但是我們發(fā)電量比人家小，主要我們的棄風比較厲害。

　　這是區(qū)域的位置優(yōu)勢，甘肅正好處在可再生能源基地群中心地帶，我們西邊是新疆，南邊是青海，東邊一點是寧夏，北邊是內(nèi)蒙西部剛好處在這樣一個地帶，而且裝機規(guī)模風電是國內(nèi)第三，它可以排到世界第七、第八，光伏國內(nèi)排在第二。在國際上也是可以排在第七的樣子。

　　優(yōu)勢主要是既有比較好的風能資源，又有比較好的土地資源，同時還是處在我們的輸電通道和交通樞紐這樣一個位置，本身河西走廊通道和樞紐剛好在這樣一個地方。盡管問題比較多，但是有一些指標還是可以介紹，比如說年發(fā)電量占全省2016總發(fā)電量18.6%，占全省用電量24%點幾，我們最大日發(fā)電量占全天日發(fā)電量50%，最大負荷按今年的數(shù)，超過了用電負荷60%，這樣一些指標，實際上盡管整個風電、光伏發(fā)展大家說問題很多，但是這些數(shù)據(jù)實際上逐步的在甘肅這樣的省份風電和光伏已經(jīng)逐步從依附性電源、輔助電源正在向主力電源轉(zhuǎn)移。換句話說，它的風光電裝機容量，去年年底如果不投產(chǎn)火電機組，不投產(chǎn)一個大的火電廠，我們的風光電已經(jīng)超過了火電，成為第一大電源了。

　　現(xiàn)在火電40%剛過，風光電40%，水電百分之十幾，呈現(xiàn)這樣一個格局。我們風光電的增長速度很快，風電十年增長了200多倍，光伏是五年增長了300多倍，在這個過程當中，整個風光電與全省最大用電負荷之比，我的風光電比我的用電負荷多了48%，如果和最小負荷比多了將近70%，69%。按照過去講的穿透率，我們的穿透率148%，別人聽不懂，穿透率超過100%，同時又是這樣一個整個集中并網(wǎng)規(guī)模最大，送出距離最遠這樣一個基地，所以在這個里面，跟別的地有很多不一樣。同時整個棄風、棄光的情況，2011年脫網(wǎng)的事故，在國內(nèi)造成了顯著的影響，2011年僅大規(guī)模脫網(wǎng)事故國內(nèi)統(tǒng)一8次，5次發(fā)生在酒泉這個區(qū)域，這個區(qū)域距電網(wǎng)末端而且薄弱，風電的隨機波動性也是比較突出。

　　第三方面，風電出力波動

　　當時裝機容量沒有達到現(xiàn)在的水平，每15分鐘一個點統(tǒng)計，全年風電出力波動特性，這個是典型日負荷的曲線，這個是爬坡速度最快，選了這樣一個點，從很大的幅度降下來，降得很低，很快的上去，典型這樣一個情況。這個是從出力和四個典型風電廠，出力變化率的曲線，全省總的一大片地方，出力波動相對比較平緩，但是每一個單個的出力變化率都是很快的。這個是出力概率分布區(qū)間和出力的變化率，在這個下面，如果說前面那個曲線看著比較不清晰，99%的概率條件下，最大出力實際上只有0.55，用一個通俗的話說，95%以上保證率條件下，出1千萬的風電，最大出力小于550萬的。上面是它的出力分布的概率一個區(qū)間。

　　第四部分，關鍵技術

　　前面講的出力波動，反映出我們對于特性的掌控，和對儲能相應一種需求。這個項目實際上是我們和李主任一塊做的國家863項目一部分，其中既包含了鋰電池儲能，也包括超級電容儲能這樣一些功能，同時還有一些其他的功能，我重點介紹一下儲能，我們在儲能跟別的地方做的不太一樣，既有鋰電池儲能又在風電機組上加裝了超級電能的儲能，既有平抑波動的能力，因為超級電池的儲能和鋰電池的儲能具有顯著的特性。在整個里面選擇了這樣一個比較小的規(guī)模一個風電廠，加裝了1兆瓦時鋰電池儲能，選擇了3臺風電機組。

　　這就是鋰電池儲能接線圖，實際上這個容量還是比較小的，僅僅平抑一下沖力波動，這個是接線的示意圖。這個這是研究鋰電池儲能的策略圖，在充放電模擬策略圖。在風電機組、機艙內(nèi)部加裝超級電容的圖，3兆瓦是分兩個部分，在每部分分別裝備了一個150千瓦。這個是直流母線和超級電流電壓變化，以及控制策略一個圖，這個是有功變化率，和超級電流直流母線仿真的圖。這是充電電流變化一個圖。這是一個風能和風電聯(lián)合運行這樣一個圖。這是一個超級電容變化從響應特性一個圖。這個是調(diào)整結(jié)構圖和超級電容爭議調(diào)整的圖，這是超級電容與電網(wǎng)電壓的關系和變化一個圖。這個是儲能功率分布密度這樣一個過程圖。這個是電壓和儲能的關系這樣一個曲線圖。

　　第五部分，示范工程建設

　　實際上我們這重點是一個超級電容和鋰電池，通過鋰電池研究希望提高它的可調(diào)度能力，超級電容主要提高它的支撐能力和其他的配合起來共同來改善風電并網(wǎng)的特性。這是我們最后項目的一個相當于一體化監(jiān)控平臺，把包含風電其他的控制以及鋰電池儲能和超級電容控制一體改造的控制的平臺。實現(xiàn)了對整個風電廠多種功能集中的管控。這是風電機組加裝超級電容，在風電機組的機艙里面，并且實現(xiàn)了原來預期一些功能。

　　這是我們改造完全以后，通過現(xiàn)場的實測，相當于借用了EDR穿越檢測設備，現(xiàn)在風電機組基本都不具備的低電壓耐受的檢測，什么意思，原來想測的電壓更低，最后做的時候調(diào)了幾次，調(diào)的不是特別準，調(diào)到72.23%，在這個時間實現(xiàn)了5秒鐘的時間里面，電壓跌落到72%點幾以后，繼續(xù)輸出有功功率，并且實現(xiàn)了整個電壓的支撐能力和電壓耐受能力，不僅僅有低電壓穿越能力，還有低電壓耐受能力和支撐能力，整個加裝機組以后，風電機組性能優(yōu)了明顯的改善。

　　這個是鋰電池儲能的設備，因為容量比較小，平抑一下波動，結(jié)果后來在實際應用過程當中，至少有兩個方面擴展的應用，一個是預測精度不準的時候，按照預測曲線盡量調(diào)整，也相當于一個微調(diào)，本臺預測不準，按照相當調(diào)整跟蹤預測。最近它干脆這玩意也不干了，反正只要你限我的電我就把它存上，不限就把它放出去，一天釋放2、3回，最多3、5回，這玩意的效益也挺好。因為1兆瓦時，一個小時存3度電，所以現(xiàn)在在干這個事。反正剛開始，我們用它做研究，現(xiàn)在可能它的用途會進一步拓展了，我介紹到這，謝謝大家！