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編者按：鎮(zhèn)江儲能電站建設2018年4月20日啟動到2018年7月上旬各站點相繼投運，短短的3個月，我國首座大型電網(wǎng)側儲能電站從無到有，成功問世。截至2019年7月底，鎮(zhèn)江電網(wǎng)側儲能電站已經(jīng)完整運行一周年，電站整體運行情況良好，但在實際運行中也發(fā)現(xiàn)了一些有待改進的問題，最為主要的就是儲能安全問題。



鎮(zhèn)江電網(wǎng)側儲能電站集群，是由國網(wǎng)江蘇綜合能源服務有限公司(簡稱“江蘇綜合能源”)、山東電工電氣集團有限公司、許繼集團有限公司共同投資建設，國網(wǎng)江蘇省電力有限公司(簡稱“國網(wǎng)江蘇電力”)以租賃方式使用，國網(wǎng)江蘇省電力有限公司鎮(zhèn)江供電分公司(簡稱“國網(wǎng)鎮(zhèn)江供電”)負責屬地化運營管理。

 

該項目共在鎮(zhèn)江東部地區(qū)建設了8個分散的儲能電站。其中江蘇綜合能源投資了3個站點、山東電工投資了3個站點，許繼集團投資了兩個站點，8個站點總功率和容量分別為101兆瓦、202兆瓦時。

 

8個站點采用的電芯產(chǎn)品分別來自中天科技、力信能源、國軒高科、寧德時代、中航鋰電五家企業(yè)。國網(wǎng)江蘇省電力有限公司經(jīng)濟技術研究院(簡稱“國網(wǎng)江蘇經(jīng)研院”)參與了其中5個站點的總承包、6個站點的設計。

 

7月23日上午9時55分，江蘇電網(wǎng)調(diào)度用電最高負荷連續(xù)第三年突破1億千瓦，成為國家電網(wǎng)有限公司首個連續(xù)三年突破1億千瓦大關的省級電網(wǎng)公司。

 

時針撥回2018年，同樣以迎峰度夏為背景，江蘇鎮(zhèn)江東部地區(qū)由于諫壁電廠機組停運以及鎮(zhèn)江燃機無法投運，將面臨220兆瓦的負荷缺口。為解決這一棘手問題，國網(wǎng)江蘇電力決定，利用新興電化學儲能技術解決100兆瓦負荷缺口。中國首個百兆瓦電網(wǎng)側儲能電站集群、同時也是世界容量最大的電化學儲能電站集群應運而生。

 

至2019年7月23日中國電力報記者來到鎮(zhèn)江實地走訪該儲能電站，該站已經(jīng)連續(xù)運行滿一周年。作為“中國首個”，鎮(zhèn)江電網(wǎng)側儲能電站意義重大，不僅對后期國內(nèi)上馬的大型儲能電站具有重要借鑒和示范意義，同時也是我國電網(wǎng)側儲能發(fā)展乃至新一代電力系統(tǒng)發(fā)展過程中的里程碑事件。

 

 

提起鎮(zhèn)江儲能電站建設過程中面臨的主要困難，國網(wǎng)江蘇經(jīng)研院設計中心副主任李妍坦言：“最大的壓力是時間緊。從2018年4月20日項目啟動，到2018年7月上旬各站點相繼投運，整個項目從選址到定容再到設備選型、確定技術方案、建設施工、驗收，總共只用了3個月時間，很多工作幾乎是同步開展。”

 

也正是在這短短的3個月，我國首座大型電網(wǎng)側儲能電站從無到有，成功問世。“這應該算是第一代電網(wǎng)側儲能電站。”李妍介紹。

 

“通過第一代電網(wǎng)側儲能電站的實踐，我們也總結了一些經(jīng)驗教訓，在此基礎上設計了第二代電站，并在建設中的江蘇電網(wǎng)側儲能二期項目得到實踐。”李妍表示。

 

據(jù)悉，第二代電網(wǎng)側儲能電站在設備選擇上，將傾向于更大容量、更小體積的設備。在電池電芯方面，第一代電站采用了20安時~200安時不等容量產(chǎn)品，第二代電站考慮將電芯容量門檻提高到80安時以上。在PCS(儲能變流器)方面，第一代電站主要采用500千瓦PCS，第二代電站將采用630千瓦PCS。

 

在BMS(電池管理系統(tǒng))方面，BMS不僅要扮演數(shù)據(jù)采集器的角色，還需要具備篩選關鍵數(shù)據(jù)的功能。在EMS(能量管理系統(tǒng))方面，隨著后期部分儲能電站一個站點功率就能達到百兆瓦，需要進一步優(yōu)化EMS的網(wǎng)絡拓撲結構。

 

 

鎮(zhèn)江電網(wǎng)側儲能電站的建設初衷，主要是為了在夏季電網(wǎng)負荷高峰時“頂峰”。在2018年迎峰度夏期間，該電站運行方式主要是每日兩充兩放“削峰填谷”。但是，中國電力報記者在采訪中了解到，自2018年10月1日后，該電站的功能正式從調(diào)峰轉變?yōu)锳GC調(diào)頻，每日調(diào)頻數(shù)百次。

 

國網(wǎng)鎮(zhèn)江供電變電運維室儲能運維負責人馬進告訴中國電力報記者：“這主要是因為鎮(zhèn)江新投建了一座500千伏夢溪變，負荷缺口已經(jīng)能夠頂上。”

 

中國電力報記者在采訪中發(fā)現(xiàn)，電網(wǎng)側儲能電站所能發(fā)揮的功能和作用還在進一步拓展中。

 

國網(wǎng)江蘇經(jīng)研院規(guī)劃發(fā)展研究中心副主任謝珍建告訴中國電力報記者：“電網(wǎng)側儲能電站主要發(fā)揮的是支撐性保障電源的兜底作用。隨著特高壓線路建設的不斷推進，一旦發(fā)生直流閉鎖沖關，在特高壓落點側建設的電網(wǎng)側儲能可以快速承接被甩掉的負荷。”

 

李妍對此也持相同看法，她認為，未來事故備用或許將成為建設電網(wǎng)側儲能的首要因素。在黑啟動和降低輸配電設備投資方面，電網(wǎng)側儲能同樣能發(fā)揮較大作用。

 

馬進介紹，除了AGC調(diào)頻，鎮(zhèn)江儲能電站正不斷進行新的應用功能開發(fā)。目前，該電站還發(fā)揮了新能源發(fā)電跟隨的作用，并且接入了江蘇源網(wǎng)荷儲友好互動系統(tǒng)。

 

 

截至7月底，鎮(zhèn)江電網(wǎng)側儲能電站已經(jīng)完整運行一周年。目前電站整體運行情況良好，但通過一周年的實際運行，也發(fā)現(xiàn)了一些有待改進的問題。

 

“比較明顯的是電池一致性問題。其中最重要的問題還是電池一致性的問題。”國網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學研究院(簡稱“國網(wǎng)江蘇電科院”)設備狀態(tài)評價中心專職儲能專業(yè)負責人孫磊對中國電力報記者說，首先表現(xiàn)為電池簇間不均衡現(xiàn)象突出，部分同組并聯(lián)的電池簇充放電電流、SOC存在一定差異。長期運行會導致電池電量分布不均加劇，影響電池使用壽命和整站功率輸出。

 

其次為電網(wǎng)側儲能標準體系建設較為滯后。目前現(xiàn)行標準針對BMS告警、保護、監(jiān)控設計的規(guī)定不全，不同廠家針對電池電壓、溫度、SOC等監(jiān)測量的超限告警范圍不統(tǒng)一，亟需依靠行業(yè)參與者統(tǒng)一標準。

 

在日常運維方面，中國電力報記者走訪中發(fā)現(xiàn)，由于各個儲能站點的數(shù)據(jù)異常分析處理均需在站內(nèi)進行，因此目前每個儲能電站仍需保持2~3人24小時值守，以便實時消除缺陷、定期巡視艙內(nèi)情況。

 

 

“安全歷來是電網(wǎng)企業(yè)不可逾越的底線。因此，從某種程度上說，電網(wǎng)側儲能電站的性質即決定了其在安全保障方面要比用戶側儲能嚴格得多。尤其是在鎮(zhèn)江這種百兆瓦級別的儲能電站中，安全保障措施是重中之重。”謝珍建表示。

 

李妍介紹，在鎮(zhèn)江儲能電站投運后，國網(wǎng)江蘇電力又投入了數(shù)百萬元進行電化學儲能消防安全方面的課題研究，并對原有的消防、預警等安全保障措施進行了升級改造。

 

國網(wǎng)江蘇電科院設備狀態(tài)評價中心主任劉洋在接受中國電力報記者采訪時表示，安全問題是儲能電站大規(guī)模推廣應用需要重點考慮的因素，目前國內(nèi)外尚無法徹底消除電池的安全風險，因此更加需要通過科學嚴謹?shù)脑囼炑芯?，全面分析儲能電池的發(fā)熱機理和熱失控規(guī)律，從規(guī)律中尋找解決電池安全問題的突破點。

 

孫磊介紹：“在國網(wǎng)江蘇電力統(tǒng)一安排下，國網(wǎng)江蘇電科院一是在儲能電池艙原有的煙感、溫感監(jiān)測預警的基礎上，增加了基于一氧化碳、氫氣等特征氣體實時監(jiān)測診斷的儲能電池火災智能預警系統(tǒng)，在原有的防護措施上增加了一道安全防線。二是建立智能分析決策平臺，通過整合儲能電站設備運行數(shù)據(jù)，開展充放電決策分析和運行能效分析，開展對儲能電站狀態(tài)劣化的提前告警研究。”

原標題：百兆瓦電網(wǎng)側儲能開路者