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牛津大學(xué)以其大學(xué)而聞名于世，現(xiàn)在正作為世界上最大的混合電池儲能系統(tǒng)（BESS）的試驗場而聞名于世。
項目名稱：牛津能源超級樞紐
項目地點： 英國牛津
儲能容量：55兆瓦時（50兆瓦/50兆瓦時鋰離子電池，2兆瓦/5兆瓦時釩液流電池）
通電日期：2021年7月（鋰離子）、2021年12月（釩流）
開發(fā)商/資產(chǎn)所有者：Pivot Power，EDF Renewables的一部分
技術(shù)提供商：瓦錫蘭，InvinityEnergy Systems
儲能優(yōu)化者和交易商：Habitat Energy
牛津大學(xué)能源超級樞紐（ESO）將在未來幾個月內(nèi)全面啟動，這是由私營部門組織，地方當(dāng)局和牛津大學(xué)組成聯(lián)合體三年工作的結(jié)果，以及政府機構(gòu)Innovate UK，后者資助了其4100萬英鎊（約5580萬美元）成本的四分之一。
ESO的核心部位是世界上最大的鋰釩混合動力BESS電池儲能系統(tǒng)，它將高功率的鋰離子電池與深度循環(huán)且無衰減的釩氧化還原液流電池相結(jié)合。該項目還包括英國最大的公共電動汽車（EV）充電場和60個住宅地源熱泵改造。釩電池的商業(yè)化階段比鋰電池要早得多，這使得ESO從根本上成為一個具有多項互補目標(biāo)的示范項目。
項目開發(fā)商Pivot Power的首席運營官兼首席技術(shù)官Mikey Clark——考慮到他的工程背景，也許并不奇怪——更熱衷于談?wù)摑撛诘莫毺鼗旌想姵丶夹g(shù)利用英國電網(wǎng)服務(wù)市場發(fā)展的潛力。
“我們非常想測試液流電池如何共同優(yōu)化到鋰離子型系統(tǒng)中，”他告訴PV Tech Power該項目背后的原因。
BESS已經(jīng)上線，并將在未來幾周內(nèi)在電力市場全面運營和交易 - 鋰離子系統(tǒng)已經(jīng)完成 - 而電動汽車停車場將于2022年第二季度向公眾開放。但即使在這一切之前，該項目已經(jīng)創(chuàng)造了無數(shù)的第一。
除了是世界上最大的鋰釩混合儲能系統(tǒng)外，它還擁有英國最大的釩液流電池系統(tǒng)，以及迄今為止由優(yōu)化專家Habitat Energy提供的由該國支持AI的優(yōu)化和交易引擎（OTE）優(yōu)化的最大BESS。
該獨特混合電池的推出令人注目，因為為英國國家電網(wǎng)提供服務(wù)的市場正在全面重塑。由于可再生能源的間歇性發(fā)電量不斷增加，電力波動性增加，輔助服務(wù)市場的飽和以及電力生產(chǎn)商需求和BESS能提供的新服務(wù)，這意味著該電池可以有無數(shù)潛在方式來驗證其有效性。
更本地化的是，牛津市議會希望Energy Superhub Oxford能夠在第一年將該市的年度二氧化碳排放量減少10,000噸，到2032年減少25,000噸 - 相當(dāng)于該市2019年1級總排放量的3-4% - 主要是通過能源交易，這將為其他希望實現(xiàn)經(jīng)濟脫碳的城市提供一個模式。
項目時間表
• 2019年第二季度：BESS、EV充電網(wǎng)絡(luò)和熱力網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和準(zhǔn)備工作開始
• 2020年第一季度：理事會機構(gòu)開始采購電動汽車
• 2020年第三季度：熱泵管網(wǎng)開工建設(shè)
• 2020年第四季度：BESS開始施工
• 2021年第二季度：電動汽車充電網(wǎng)絡(luò)開工建設(shè);在熱管網(wǎng)上開始運營和評估
• 2021年第二季度：鋰離子通電并開始在市場上交易;在BESS上開始操作和評估
• 2021年第三季度：釩液流電池結(jié)構(gòu)完成
• 2021年第四季度：釩液流電池通電
• 2022年第一季度：釩液流電池開始在市場上交易
• 2022年第二季度：所有熱泵建成;電動汽車充電園向公眾開放
• 2023年第二季度：ESO在爬坡期后全面投入運行，并完成對所有三個部分的評估
來源：PivotPower / Energy Superhub Oxford。
項目啟動和電池責(zé)任劃分
ESO的故事始于COVID-19大流行爆發(fā)之前。它于2019年4月啟動，當(dāng)時開始了規(guī)劃和準(zhǔn)備過程。BESS和熱泵的建設(shè)在一年多后開始，而電動汽車站于去年第一季度破土動工。鋰和釩液流電池分別于2021年7月和12月通電。
“鋰離子電池在市場上交易。液流電池已經(jīng)上線，但尚未在市場上交易，但我們預(yù)計它將在未來幾周內(nèi)上市，“克拉克說。
鋰電池是一個49.9MW的一小時系統(tǒng)，而釩液流電池為2MW / 5MWh系統(tǒng)，該儲能系統(tǒng)位于城市東南郊的Cowley國家電網(wǎng)變電站旁邊并連接到該站。項目經(jīng)理蒂姆•羅斯（Tim Rose）在網(wǎng)絡(luò)研討會上表示，這兩個電池系統(tǒng)將在它們進入市場的前三到六個月內(nèi)分別提供電網(wǎng)服務(wù)。
總共投資了4100萬英鎊用于交付ESO，其中1130萬英鎊是Innovate UK提供的贈款，用于為所有財團合作伙伴的活動提供部分資金。在電池成本中，15%用于全釩液流電池系統(tǒng)，其余用于鋰電池系統(tǒng)，現(xiàn)場建設(shè)和電網(wǎng)連接。
瓦錫蘭交付了鋰電池系統(tǒng)，并將通過其GEMS軟件和能源管理系統(tǒng)（EMS）平臺控制整個BESS。它將在其位于意大利的里雅斯特的專業(yè)中心處理運營數(shù)據(jù)，并正在與Pivot Power合作開展其他三個類似的英國項目。
釩液流電池系統(tǒng)由Invinity Energy Systems提供，而Habitat Energy則扮演交易員和優(yōu)化者的角色，向GEMS提供關(guān)于BESS應(yīng)根據(jù)市場需求提供哪些服務(wù)的說明，同時通過其支持AI機器學(xué)習(xí)的OTE平臺最大限度地延長資產(chǎn)的使用壽命。
Habitat Energy的英國業(yè)務(wù)發(fā)展主管RalphJohnson表示，機器學(xué)習(xí)（ML）可以提供像ESO這樣的儲能資產(chǎn)，這些資產(chǎn)需要對數(shù)百個不同的數(shù)據(jù)點進行持續(xù)分析，以獲得最準(zhǔn)確的價格和市場價值預(yù)測。
“我們從頭開始開發(fā)了所有預(yù)測 ML 算法。他們獲取所有這些數(shù)據(jù)，并用它來真正有效地預(yù)測不同空間的價格。因此，日前日內(nèi)市場，平衡機制，系統(tǒng)價格等，我們通過我們的算法調(diào)度平臺利用這些預(yù)測，或者通知我們的交易團隊，“他告訴PV Tech Power。
他補充說，其平臺主要集中在1/1.5小時系統(tǒng)上，因此他也通過這個項目看到了Habitat的真正學(xué)習(xí)機會。但最近英國市場對該系統(tǒng)的沖擊凸顯了將算法和人為因素相結(jié)合的必要性，Habitat英國董事總經(jīng)理Jon Doughty補充道。
Habitat和Invinity都熱衷于分別在項目啟動之前和之后強調(diào)自己的角色。
Habitat提供了某些設(shè)計的收入預(yù)測和商業(yè)影響，并盡早與瓦錫蘭合作，確保BESS能夠盡快進入市場。Invinity將繼續(xù)遠程跟蹤系統(tǒng)，并評估各個子組件并結(jié)合現(xiàn)場訪問，業(yè)務(wù)發(fā)展總監(jiān)Ed Porter說。 Invinity的全釩氧化還原液流電池在EnergySuperhub Oxford
電網(wǎng)服務(wù)和電力交易市場的獨特潛力
我們所有的受訪者都同意，混合動力電池系統(tǒng)將為ESO進入商業(yè)和輔助服務(wù)市場提供BESS的多功能性。
“我們不想依賴合同收入，而是希望以近100%的商家模式進入市場。這有助于將正確的技術(shù)放入堆棧中，以便為我們提供很多多功能性，“Clark說。“該中心的大部分收入將來自商家以及一些輔助服務(wù)，但隨著時間的推移，越來越多的商家趨向于此。
他舉了一個具體的例子，說明混合BESS如何在輔助市場中處理頻率響應(yīng)服務(wù)：“由于與50hz的大多數(shù)偏差都發(fā)生在兩兆瓦的容差范圍內(nèi)，因此很多循環(huán)都可以通過Invinity電池，它不會像鋰離子電池那樣退化，可以配置任何大的電池。這是我們和我作為首席技術(shù)官非常有趣的一個假設(shè)，考慮到我們可能啟用后的循環(huán)次數(shù)，”他說。
克拉克和其他財團合作伙伴目前不愿意提供更具體的例子。
“在現(xiàn)階段，要確切地說出我們可以從該資產(chǎn)中獲得哪些市場以及我們可以從中獲得什么好處可能很困難，”約翰遜說。
“它能夠長時間調(diào)度，并保持其負荷狀態(tài)，減少對資產(chǎn)老化的擔(dān)憂，這使我們能夠有機會在商家空間中長期捕獲價值。因此，有趣的是，在市場價格波動較為平緩（并且存在波動性較小的）的時期，您實際上希望在更長的時間內(nèi)獲得更多較低的利潤率價差。這確實是一個有趣的機會，長期儲能可以增加價值，”他說。
“將這種方法與我們采用的策略相結(jié)合，以捕捉在波動條件下可以實現(xiàn)的價值，在這些條件下，這些價差可以更大，跨越多個電力市場（前一天，日內(nèi)，平衡機制），但在很短的時間內(nèi)（30分鐘到1小時），使用50MW一小時鋰離子電池是一個非常有趣的挑戰(zhàn)。能夠用相同的資產(chǎn)獲得兩套價值對這個項目來說是一個真正的積極因素，也是我們真正希望測試和探索的東西。
Johnson和Porter都表示，在新的故障前，需要提供更高輸出的輔助服務(wù)，如動態(tài)調(diào)節(jié)（DR）和展態(tài)調(diào)節(jié)（DM），由于其更長的持續(xù)時間，將適用于釩液流電池。
應(yīng)該指出的是，Pivot最近類似功率規(guī)模的項目都有兩小時鋰電池。自ESO推出以來，商業(yè)案例已轉(zhuǎn)向兩小時系統(tǒng)，瓦錫蘭能源業(yè)務(wù)高級業(yè)務(wù)發(fā)展經(jīng)理Brent Iversen表示。
“英國市場的人們?nèi)栽陉P(guān)注一到兩個小時的電池，商業(yè)案例的爭論非常平衡，盡管我認為大多數(shù)開發(fā)人員現(xiàn)在開始采用兩小時的系統(tǒng)，”他補充道。
前景
該項目對英國儲能市場來說是一個激動人心的時刻。Solar Media的英國電池存儲項目數(shù)據(jù)庫報告的數(shù)據(jù)顯示，英國的BESS電池儲能市場總計25GW，其中99%是鋰離子系統(tǒng)，不到一半已經(jīng)獲得規(guī)劃許可批準(zhǔn)。目前，1.6GW正在運營。
ESO是Pivot Power在英國各地針對的多達40個類似項目中的第一個，這些項目可能總計2GW的儲能，或每個50MW，全部并網(wǎng)?？死苏f，所有這些都將具有與ESO相似的功率大小，但它是唯一使用釩液流電池的電池，因為“我們?nèi)栽诘却夹g(shù)的性能。
該公司正在尋找一系列可以與其BESS項目相結(jié)合的技術(shù)和行業(yè)。這可能是可再生能源發(fā)電，甚至是可以直接由其電池供電的行業(yè)。最明顯的一個是電動汽車充電，但BESS有潛力幫助為輕軌供電。
這樣做還可以展示安裝BESS更切實的積極成果，電網(wǎng)平衡和可再生能源負荷轉(zhuǎn)移等。
根據(jù)英國國家電網(wǎng)的數(shù)據(jù)模型，該公司的2GW目標(biāo)當(dāng)然是雄心勃勃且值得稱贊的，如果妖實現(xiàn)，到2050年，它將占英國20-40GW儲能需求的5-10%。
所有參與者都將期待ESO能兌現(xiàn)其所有承諾，其中許多承諾已經(jīng)兌現(xiàn)，并為其他希望為英國能源部門脫碳做出貢獻的城市提供一個模式。

原標(biāo)題：世界最大的鋰離子與釩液流混合電池儲能項目紀實