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未來電網(wǎng)穩(wěn)定全靠儲能,SMA結(jié)合帕特萊克打造最強儲能戰(zhàn)隊
日期:2022-11-16   [復(fù)制鏈接]
責任編輯:sy_sunmengqian 打印收藏評論(0)[訂閱到郵箱]
今年3月初,因高雄興達電廠開關(guān)場事故,造成位居南北供電系統(tǒng)樞紐的龍崎超高壓變所發(fā)生跳脫,進而釀成北至基隆南至高雄的全臺大停電事件。該事件不僅再次突顯電網(wǎng)穩(wěn)定性的重要性,同時因為臺泥綠色能源彰濱儲能電廠中兩臺SMA Solar Technology (以下簡稱SMA)SCS 2900集中式儲能變流器成功協(xié)助讓瀕臨崩遺邊緣的電網(wǎng)頻率恢復(fù)穩(wěn)定,進而帶動儲能系統(tǒng)構(gòu)建的需求量。隨著再生能源電力占比的不斷提升,儲能系統(tǒng)的重要性勢必水漲船高。

為了達到2050凈零排放目標,政府規(guī)劃2030年之前的短中期目標會優(yōu)先構(gòu)建技術(shù)已成熟的太陽光電及風(fēng)力發(fā)電。2030年至2050年的長期目標則極大化部署設(shè)備容量,預(yù)計2050年太陽光電設(shè)置設(shè)備量達40~80GW,離岸風(fēng)電則達40~55GW,屆時再生能源將占整體電力配比的60%~70%。不僅如此,政府提供誘因扶植本土化優(yōu)勢前瞻能源,包括地熱、海洋能及生質(zhì)能,預(yù)計屆時前瞻能源的設(shè)置設(shè)備量將達8~14GW。

儲能已成電網(wǎng)關(guān)鍵,集成技術(shù)則為儲能重中之重

臺電綜合研究所吳成有博士表示,再生能源的構(gòu)建已然成為必然趨勢,但再生能源卻有間歇性、時間性與波動性等限制與缺點,隨著再生能源的占比越來越高,勢必會對電網(wǎng)的穩(wěn)定性造成沖擊,所以必需要有一些調(diào)解的機制來解決,儲能系統(tǒng)即為最佳的選項之一。

為了推動儲能系統(tǒng),經(jīng)濟部設(shè)置2025年儲能目標1500MW,在原有的500MW功率型儲能(頻率調(diào)整)及500MW能量型儲能(削峰填谷)之外,添加由PV太陽光電企業(yè)當?shù)孛婀怆姲笀鲎越?00MW儲能的“光儲合一”競標機制。除了功能率型儲能中由臺電自建160MW之外,其余840MW則交由民營企業(yè)構(gòu)建,隨后臺電再經(jīng)由電力交易市場進行采購。

除了電池儲能(也即電化學(xué)儲能)之外,市面上還有飛輪、抽蓄水力及壓縮空氣等其他物理儲能技術(shù)存在,但受限于能量密度低、保養(yǎng)或構(gòu)建成本高、性價比差、地理條件限制等缺點,短時間內(nèi)很難看到突破性的發(fā)展,所以目前仍以電池儲能為主流。

吳成有博士剖析道,目前儲能系統(tǒng)發(fā)展的重點不在電池技術(shù)的突破,而是集成技術(shù)的推進上,也就是通過管控機制,包括運用AI人工智能進行再生能源電力及負載的預(yù)測,在優(yōu)化儲能系統(tǒng)調(diào)節(jié)的同時,進而將儲能集成到電力系統(tǒng)中(包括電動汽車并網(wǎng))。為了推動上述集成技術(shù),臺電也于2021年正式啟動“電力交易平臺”,以便將民間發(fā)電資源引進電力市場,此外也推出包括調(diào)頻/即時備轉(zhuǎn)等輔助服務(wù),以及削峰填谷等能源服務(wù)。

針對儲能與電網(wǎng)的集成技術(shù),也從過去Grid Following電網(wǎng)跟隨型儲能,以及當前的Grid Supporting電網(wǎng)支持型儲能,逐步朝向Grid Forming構(gòu)網(wǎng)型儲能技術(shù)發(fā)展。SMA大中華區(qū)銷售總監(jiān)王正佳進一步指出,在能源轉(zhuǎn)型的強勢推動下,再生能源廠電廠將逐步取代化石燃媒電廠,屆時同步發(fā)電機將無法繼續(xù)提供旋轉(zhuǎn)慣性來穩(wěn)定電網(wǎng),隨著越來越多的再生能源納入電網(wǎng),恐將造成電網(wǎng)崩潰風(fēng)險。對此,SMA提供基于Grid Forming構(gòu)網(wǎng)儲能技術(shù)的儲能系統(tǒng),能通過虛擬慣性的提供,以及短路容量與系統(tǒng)強度的提升來穩(wěn)定電網(wǎng)。

儲能供應(yīng)商與系統(tǒng)集成商的最佳組合

支持AFC自動頻率控制功能及Grid Forming控制技術(shù)的SMA Sunny Central Storage(SCS)大型電站級儲能系統(tǒng),已經(jīng)為全球各地并網(wǎng)項目與微電網(wǎng)構(gòu)建的最愛。截止2021年底,該系統(tǒng)全球裝機量已超過4GW,這也讓SMA成為全球出貨量最大的PCS儲能變流器制造商之一。

早在2018年,在吳成有博士帶領(lǐng)下所建造的全臺第一座百萬瓦級2MW/1.5MWh鋰電池儲能系統(tǒng)平臺之項目中,就采用了SMA SCS PCS大功率儲能變流器。在2021年3月底正式啟動的5MW/5.12MWh臺泥綠色能源彰濱儲能電廠,又再度看到它的身影。在這個亞洲首例提供24小時電力頻率調(diào)整服務(wù)的臺電儲能項目,是由SMA在臺合作伙伴帕特萊克公司設(shè)計、集成的臺灣首座大型AFC儲能電廠,帕特萊克提供于臺灣領(lǐng)先業(yè)界自主開發(fā)符合IEC62933安規(guī)架構(gòu)的電網(wǎng)管理系統(tǒng),該系統(tǒng)集成2臺SMA SCS 2900集中式儲能變流器,臺泥集團旗下能元科技所提供的三元鋰電池系統(tǒng)以及儲能相關(guān)的輔助系統(tǒng),為當下本土儲能系統(tǒng)技術(shù)占比最高的系統(tǒng)。

帕特萊克工程部經(jīng)理李祖安表示,SMA旗下SCS PCS變流器之所以能在臺電先后兩次儲能項目中榮耀入選,并在全球各大儲能構(gòu)建案中廣受歡迎,除了身為在臺合作伙伴對SMA產(chǎn)品有著十分透徹的了解及SMA針對電池系統(tǒng)高規(guī)格的安全要求之外,莫過于該產(chǎn)品不論就電網(wǎng)控制運行的穩(wěn)定性、反應(yīng)速度與環(huán)境耐受性都通過實際案場的長時間驗證,尤其小于50ms的反應(yīng)時間搭配全領(lǐng)域的電網(wǎng)支持功能,在微電網(wǎng)的控制架構(gòu)下可達到100%的再生能源滲透率,無異是該產(chǎn)品深獲業(yè)界交相贊譽的最大優(yōu)勢。

吳成有博士也提出自己的看法表示,在臺電許多太陽能及儲能系統(tǒng)構(gòu)建案中,SMA及帕特萊克在系統(tǒng)穩(wěn)定性、前瞻研發(fā)及能源管理能力等方面皆為表現(xiàn)非常優(yōu)良的廠商之一。尤其供應(yīng)商SMA(提供技術(shù)支持)與系統(tǒng)集成商帕特萊克(了解企業(yè)需求并即時提供客戶服務(wù))的組合,更是成功拿下臺電項目的重要因素。

超水準SPM實戰(zhàn)表現(xiàn),SMA儲能變流器成功止血大停電事件

SMA旗下SCS儲能變流器除了提供包括AFC等電網(wǎng)管理服務(wù)外,還支持先進Grid Forming控制技術(shù),能有效提高太陽能電廠在低系統(tǒng)強度條件下的并網(wǎng)能力。此外,該儲能系統(tǒng)支持同步虛擬發(fā)電機(VSG)功能及全黑啟動(Black Start)功能,前者能夠在市電停擺時無縫切換至再生能源微電網(wǎng),用戶完全感受不到停電;后者能夠確保微電網(wǎng)架構(gòu)的穩(wěn)定供電。

王正佳指出,SMA在全球各地創(chuàng)建許多運用SCS儲能變流器與上述功能的成功案例,包括協(xié)助德國博德斯霍爾姆成為該國第一個能與公共電網(wǎng)斷開連接的城鎮(zhèn),也就是在市電斷電時,能立即啟動完全獨立并由100%再生能源供電的微電網(wǎng)。

SMA與芬蘭EPC廠商Wrtsil 合作,在澳洲南部阿德雷德建造容量高達250MW的全球最大Grid Forming構(gòu)網(wǎng)型儲能系統(tǒng),這讓偏遠地區(qū)電網(wǎng)的系統(tǒng)回應(yīng)速度與強度也能有效提升。再者,位于加勒比海北部圣尤斯特歇斯島(Sint Eustatius)的2MW光柴混合能源系統(tǒng)項目,不但100%再生能源供電能滿足該島50%的電力需求,還能直接關(guān)閉柴油發(fā)電長達10小時,進而有效節(jié)省可觀的燃料使用及運輸成本。

該產(chǎn)品在臺灣的代表案例,莫過于臺泥綠色能源彰濱儲能電廠采用兩臺SMA SCS儲能變流器進行并聯(lián),自2021年3月該儲能電廠上線以來,兩臺機器的服務(wù)成效評量(Service Performance Measure,SPM)平均值超過99.8%,堪稱全臺運行穩(wěn)定性及完成率最高的AFC儲能系統(tǒng),這樣杰出的性能表現(xiàn)更在303全臺大停電中派上用場。

事件當天,隨著興達電廠及龍崎超高壓變所接連發(fā)生事故,整個電網(wǎng)頻率瞬間斷崖式降至58.81Hz,幾乎達到電網(wǎng)崩潰的臨界值。SCS儲能變流器在第一時間偵測后,隨即回應(yīng)5000KW最大功率的放電動作長達12秒,再經(jīng)關(guān)鍵300秒的電網(wǎng)頻率維穩(wěn)放電后,成功支持區(qū)域電網(wǎng)恢復(fù)穩(wěn)定。

王正佳表示,接下來SMA在臺灣市場除了持續(xù)與帕特萊克合作、繼續(xù)推廣太陽能與儲能產(chǎn)品與服務(wù)之外,還會超越設(shè)備供應(yīng)商框架,提供將太陽能、儲能及電動汽車充電樁加以集成與優(yōu)化的整體解決方案,進而朝向全面性綠色能源系統(tǒng)供應(yīng)商的目標發(fā)展,同時成為協(xié)助臺灣打造分布式電網(wǎng)的強力后盾與助力。 

原標題:未來電網(wǎng)穩(wěn)定全靠儲能,SMA結(jié)合帕特萊克打造最強儲能戰(zhàn)隊
 
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來源:十輪網(wǎng)
 
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