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近日，住友電工發(fā)布圣地亞哥2MW/8MWh全釩液流電池儲能示范項目驗證成果。
新能源和工業(yè)技術(shù)開發(fā)組織（“NEDO”）和住友電工工業(yè)株式會社（“住友電工”）在美國加利福尼亞州完成了改善電網(wǎng)電能質(zhì)量的示范項目，并成功實現(xiàn)了諸如在包含66個客戶的商業(yè)配電網(wǎng)上建立微電網(wǎng)，大型固定式蓄電池氧化還原液流電池（RF電池）操作，以及在正常和緊急情況下的多用途使用等主要可交付成果。

該系統(tǒng)使得在正常運行期間通過電力市場交易賺取收入成為可能，除了在自然災(zāi)害和計劃停電等緊急情況下為停電區(qū)域或假定停電的地區(qū)提供電力外，還可以作為獨立電源。這是美國和日本首次在以蓄電池為主要電源的商業(yè)配電網(wǎng)上運行微電網(wǎng)，為停電做準(zhǔn)備。

該示范項目的結(jié)果有望適用于未來國內(nèi)外潛在電力需求量大的地區(qū)，例如為離網(wǎng)地區(qū)建造太陽能和風(fēng)力發(fā)電設(shè)施的微電網(wǎng)，以及發(fā)電機燃料運輸成本昂貴的島嶼需要100%可再生能源供應(yīng)。

1.概述

美國加利福尼亞州已頒布參議院第100號法案，旨在到2045年僅使用清潔的無溫室氣體排放的能源，并正在推動引入儲能設(shè)施，以解決由于大規(guī)模引入可再生能源而導(dǎo)致電力質(zhì)量惡化的問題。此外，加利福尼亞州最近越來越多地經(jīng)歷緊急計劃和輪換停電，以作為野火和極端炎熱天氣期間空調(diào)負(fù)荷迅速增加的對策，這正在成為一個社會問題。因此，在停電的情況下，作為停電對策，像數(shù)據(jù)中心這樣的消費者僅能連接到特定配電板（關(guān)鍵負(fù)載配電板）的電路上，通過蓄電池提供電力。但是，覆蓋更廣泛地區(qū)并加強電力系統(tǒng)彈性的需求也越來越大。

在此背景下，NEDO于2015年9月委托住友電工，并在圣地亞哥進行了示范項目，采用全釩氧化還原液流電池（RF電池），這是一種固定式蓄電池，使用壽命長，適合大規(guī)模使用。

氧化還原RF電池的優(yōu)點是，它們不會因充電/放電等因素或循環(huán)次數(shù)而退化，并且更容易實時測量電池中的剩余電量。該項目一直在開發(fā)應(yīng)用策略并進行演示，以增加能源市場（電力交易市場）和輔助服務(wù)的利潤，并且還可以選擇高度靈活的電力交易招標(biāo)模式，該模式已于2018年12月與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)運營商（獨立系統(tǒng)運營商）啟動。

2021年，NEDO和住友電工決定在配電網(wǎng)上額外展示微電網(wǎng)的運行，利用RF電池設(shè)施作為應(yīng)對計劃和輪換停電的對策，這些停電正在成為該州的一個問題，并于10月開始成功運營。這是美國和日本首次在以蓄電池為主要電源的商業(yè)配電網(wǎng)上運行微電網(wǎng)。

2.主要成就

（1）使用VRF電池的微電網(wǎng)操作增強電網(wǎng)彈性已經(jīng)過驗證有效；作為獨立的電源，使用VRF電池（8MWh）已成功通過配電網(wǎng)向66個真正的住宅客戶提供電力供應(yīng)，假設(shè)他們在因自然災(zāi)害等原因停電期間與電網(wǎng)斷開連接。

盡管微電網(wǎng)中電力需求與太陽能系統(tǒng)的電力輸出總是波動，但VRF電池可以通過充電/放電來穩(wěn)定配電線路的電壓和頻率，以維持電力供需平衡。

我們已經(jīng)確認(rèn)，在停電期間無論是啟動蓄電池的黑啟動轉(zhuǎn)換，還是在連消費者都沒有注意到停電的無縫過渡中，都可以從并網(wǎng)狀態(tài)穩(wěn)定地切換成微電網(wǎng)狀態(tài)。

上述驗證結(jié)果表明，在發(fā)生計劃性停電和自然災(zāi)害等緊急情況時，我們可以作為微電網(wǎng)內(nèi)的獨立電源向可預(yù)見的停電區(qū)域供電，同時在正常情況下通過與電網(wǎng)運營商的電力交易賺取利潤。

（2）通過示范項目驗證VRF電池的性能結(jié)果如下：

我們驗證了通過應(yīng)用高度靈活的競價算法，以及RF電池不會因充放電模式，循環(huán)次數(shù)，或SOC（充電狀態(tài)）工作范圍等而加速電池衰減等優(yōu)勢，可以提高電力市場交易的盈利能力。

在大約四年的時間里，RF電池的能量容量下降非常小，即使電池在SOC 從0%到100%的范圍內(nèi)連續(xù)充電和放電，并且在像加州獨立系統(tǒng)運營商（CAISO）功率急劇變化的操作中。根據(jù)示范結(jié)果，即使在20年后的預(yù)期容量也表明，預(yù)計它將保持額定能源容量（8MWh）。

我們不僅驗證了沒有明顯的電池衰減，而且驗證了系統(tǒng)的高可靠性。在四年的驗證運行中，沒有出現(xiàn)重大系統(tǒng)故障，確認(rèn)了系統(tǒng)的高可用率（99%）。
該示范項目的結(jié)果可以適用于未來日本和國外具有高潛在需求的情況，例如為離網(wǎng)地區(qū)建造具有太陽能和風(fēng)力發(fā)電設(shè)施的微電網(wǎng)，或者由于發(fā)電機燃料的運輸成本昂貴，島嶼需要100%可再生能源供應(yīng)。

NEDO和住友電工將通過推廣該項目所開發(fā)的技術(shù)，通過增加可再生能源和減少溫室氣體排放，為提高電網(wǎng)彈性和實現(xiàn)碳中和社會做出貢獻。

原標(biāo)題：住友電工發(fā)布圣地亞哥2MW/8MWh全釩液流電池儲能示范項目驗證成果