近日,三峽烏蘭察布“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)基地一批科研成果投運(yùn),創(chuàng)下多個(gè)行業(yè)領(lǐng)先成果:“源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化”功率路由器示范工程打造了國(guó)內(nèi)容量最大的功率路由器設(shè)備;大規(guī)模新能源及儲(chǔ)能綜合仿真與實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是目前國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、類(lèi)型最豐富的儲(chǔ)能系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬平臺(tái);兆瓦時(shí)級(jí)固態(tài)鋰離子電池儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能型固態(tài)鋰離子電池在全球的首次示范應(yīng)用。
示范短時(shí)高頻儲(chǔ)能技術(shù)
談及三峽烏蘭察布“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”技術(shù)研發(fā)試驗(yàn)基地研究的初衷,三峽集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院院長(zhǎng)孫長(zhǎng)平對(duì)記者表示,新型電力系統(tǒng)面臨的兩個(gè)主要問(wèn)題是新能源大比例增加以及電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)增大。其中,安全穩(wěn)定運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)主要表現(xiàn)為電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力及抗干擾能力不斷下降。此次“適用于新能源電站慣量和調(diào)頻支撐的兆瓦級(jí)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)”的研制,主要目的就是研究如何通過(guò)先進(jìn)的儲(chǔ)能技術(shù)解決新能源調(diào)頻能力不足的問(wèn)題,為電網(wǎng)支撐型新能源基地進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備和規(guī)模化實(shí)證,以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模新能源場(chǎng)站的友好高效送出。
中國(guó)能建集團(tuán)儲(chǔ)能技術(shù)專(zhuān)家楚攀接受記者采訪(fǎng)時(shí)表示,2022年1月29日,國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家能源局印發(fā)的《“十四五”新型儲(chǔ)能發(fā)展實(shí)施方案》提出“針對(duì)負(fù)荷跟蹤、系統(tǒng)調(diào)頻、慣量支撐等秒級(jí)和分鐘級(jí)應(yīng)用需求,推動(dòng)短時(shí)高頻儲(chǔ)能技術(shù)示范”。飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠在高頻次充放電的場(chǎng)景下長(zhǎng)時(shí)間使用,可滿(mǎn)足電力系統(tǒng)一次調(diào)頻需求。
“三峽烏蘭察布項(xiàng)目入選了國(guó)家能源局公布的2021年度能源領(lǐng)域首臺(tái)(套)重大技術(shù)裝備(項(xiàng)目),是唯一入選的應(yīng)用于新能源調(diào)頻的技術(shù)裝備,說(shuō)明了行業(yè)對(duì)該技術(shù)路線(xiàn)的認(rèn)可,對(duì)于推動(dòng)新型儲(chǔ)能技術(shù)的工程應(yīng)用起到了重要作用。”三峽集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院副院長(zhǎng)樂(lè)波介紹,目前該項(xiàng)目已完成并網(wǎng)調(diào)試,正在依托源網(wǎng)荷儲(chǔ)一體化平臺(tái)進(jìn)行各工況下的仿真實(shí)驗(yàn),為大規(guī)模推廣應(yīng)用提供技術(shù)支撐。“下一步,我們計(jì)劃豐富完善系統(tǒng)的控制策略、優(yōu)化運(yùn)行性能,并進(jìn)行更大規(guī)模的工程化應(yīng)用。”
加速完善飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈
楚攀表示,目前國(guó)內(nèi)已有多家高校、科研院所和企業(yè)在進(jìn)行飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)品的研制,但和世界先進(jìn)水平仍有一定差距。不過(guò),國(guó)內(nèi)一些飛輪儲(chǔ)能企業(yè)通過(guò)并購(gòu)方式從國(guó)外引進(jìn)技術(shù),并在此基礎(chǔ)上推進(jìn)國(guó)產(chǎn)化替代,已經(jīng)較大程度地縮小了我國(guó)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)與世界先進(jìn)水平的差距。
三峽集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院研究員吳云翼坦言,我國(guó)目前從事飛輪儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)的企業(yè)還不多,工程化項(xiàng)目也較少,尚處于示范應(yīng)用的前期階段。其瓶頸主要在于大部分飛輪儲(chǔ)能企業(yè)的產(chǎn)品研制時(shí)間過(guò)短,技術(shù)路線(xiàn)缺乏全面實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,產(chǎn)品的規(guī)?;a(chǎn)能力不足。
“國(guó)內(nèi)飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)面臨的發(fā)展瓶頸是尚無(wú)法進(jìn)行規(guī)?;?biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。此外,一些飛輪儲(chǔ)能的技術(shù)路線(xiàn)還有待驗(yàn)證。”楚攀直言,隨著電力輔助服務(wù)市場(chǎng)的建設(shè),尤其是山西一次調(diào)頻市場(chǎng)的推出,今年有望看到更大規(guī)模的飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)商業(yè)化投運(yùn)。三峽儲(chǔ)能項(xiàng)目對(duì)飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用,促進(jìn)了飛輪儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)鏈的加速完善。
“裁剪”交直流變換環(huán)節(jié)提升充電效率
記者注意到,三峽烏蘭察布項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能型固態(tài)鋰離子電池在全球的首次示范應(yīng)用。據(jù)了解,固態(tài)鋰離子電池采用固態(tài)電解質(zhì)部分或全部代替有機(jī)液態(tài)電解質(zhì),不易短路,同時(shí)固態(tài)電解質(zhì)本身不易燃,可大幅提高電池系統(tǒng)本質(zhì)安全。
三峽集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院研究員王倩解釋?zhuān)谌龒{烏蘭察布示范項(xiàng)目中,儲(chǔ)能型固態(tài)電池采用基于氧化物固態(tài)電解質(zhì)體系的原位固態(tài)化固態(tài)電池技術(shù),提升了界面接觸穩(wěn)定性、循環(huán)穩(wěn)定性,有效抑制了循環(huán)過(guò)程中電池的體積膨脹。“示范項(xiàng)目中固態(tài)鋰離子電池使用壽命達(dá)到6000次以上,測(cè)試結(jié)果顯示,該電池在電安全、機(jī)械安全、熱安全、環(huán)境安全等4個(gè)維度的安全性能表現(xiàn)良好,具有高安全、長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)。”
三峽烏蘭察布項(xiàng)目首次實(shí)現(xiàn)了國(guó)內(nèi)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)直流耦合接入方式的工程應(yīng)用,也就是說(shuō),混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中的鋰離子電池子系統(tǒng)和超級(jí)電容器子系統(tǒng)兩者的功率在直流接入點(diǎn)直接耦合,相比交流耦合方式減少了能量變換環(huán)節(jié)。既可以將新能源發(fā)出的直流電直接存儲(chǔ)到混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中,又可以將混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中儲(chǔ)存的電能直接供給電動(dòng)汽車(chē)等直流負(fù)荷,省去了中間交直流變換環(huán)節(jié),充電效率大幅提高。
“儲(chǔ)能系統(tǒng)直流耦合接入可以通過(guò)雙向AC/DC變換器與電網(wǎng)進(jìn)行交互來(lái)完成充放電。混合儲(chǔ)能系統(tǒng)既可以對(duì)交流電網(wǎng)進(jìn)行功率支撐,又可以解決直流電網(wǎng)的功率突變和諧波問(wèn)題,對(duì)電網(wǎng)更加友好、綠色。”三峽集團(tuán)科學(xué)技術(shù)研究院研究員吳卓彥表示,后續(xù)他們將針對(duì)不同類(lèi)型儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入方式和應(yīng)用場(chǎng)景等開(kāi)展半實(shí)物仿真實(shí)驗(yàn)及相關(guān)研究,進(jìn)一步優(yōu)化技術(shù),促進(jìn)儲(chǔ)能系統(tǒng)直流耦合接入方式的推廣應(yīng)用,形成可復(fù)制的技術(shù)方案。
業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為,單一儲(chǔ)能形式無(wú)法完全滿(mǎn)足“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”系統(tǒng)的多層次需求。采用互補(bǔ)性強(qiáng)的混合儲(chǔ)能技術(shù),是提高儲(chǔ)能系統(tǒng)整體性能的有效途徑,已成為可再生能源利用與分布式供能領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。(記者 蘇南)
原標(biāo)題:創(chuàng)下多個(gè)行業(yè)領(lǐng)先成果--三峽烏蘭察布“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”項(xiàng)目“牛”在哪?