電化學(xué)儲能電站的全過程建設(shè)一般經(jīng)過項目策劃、工程咨詢、前期手續(xù)、工程設(shè)計、設(shè)備采購、施工、調(diào)試、并網(wǎng)手續(xù)、檢測、運(yùn)維等環(huán)節(jié),設(shè)計作為電化學(xué)儲能電站建設(shè)的龍頭,貫穿建設(shè)全流程,設(shè)計水平的高低決定了電化學(xué)儲能電站全壽命周期的成本、性能、工期、安全和運(yùn)維水平等。
工程設(shè)計一般由具備相應(yīng)設(shè)計資質(zhì)的設(shè)計院來承擔(dān),其中中能建和中電建下屬各區(qū)域和地方電力設(shè)計院是國內(nèi)中大型電化學(xué)儲能電站設(shè)計的主力,相關(guān)設(shè)計院普遍具有電力甲級設(shè)計資質(zhì);中小型項目設(shè)計以民營設(shè)計院為主,主要為乙級和丙級電力設(shè)計資質(zhì)。
設(shè)計院通過可行性研究報告、接入系統(tǒng)設(shè)計、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計等指導(dǎo)工程建設(shè)分階段的實(shí)施,相關(guān)成果作為站址選擇、設(shè)備選型、工程施工、調(diào)試、運(yùn)維的技術(shù)依據(jù)。
目前,磷酸鐵鋰電池為主的電化學(xué)儲能電站普遍采用預(yù)制艙全戶外布置方案,儲能電池、PCS、變壓器等主要設(shè)備均在工程內(nèi)整體集成,對施工調(diào)試帶來極大便利,但部分建設(shè)單位將電池艙等艙體看做“黑匣子”,由廠家來提供從工程到設(shè)備的一攬子設(shè)計方案,由于廠家艙內(nèi)集成設(shè)計水平層次不齊,甚至部分廠家采用低質(zhì)劣質(zhì)器件,導(dǎo)致工程 “金玉其外,敗絮其中”。
以往,由于電化學(xué)儲能電站設(shè)計管理流程和標(biāo)準(zhǔn)的缺失,部分儲能電站直接由集成廠家考慮整體設(shè)計,缺乏“場站級”和“系統(tǒng)性”的設(shè)計,例如,對于消防系統(tǒng),存在消防聯(lián)動機(jī)制混亂、傳感器配置不合理、缺乏水消防系統(tǒng)、防火距離不滿足要求等問題;對于電氣系統(tǒng),存在直流側(cè)開關(guān)設(shè)備選型不合理,線纜選擇不滿足防火、阻燃等要求,變壓器選型偏大或偏小等問題;諸多亂象給儲能電站帶來諸多隱患甚至安全事故風(fēng)險。
為發(fā)揮設(shè)計的龍頭作用,通過設(shè)計規(guī)范電化學(xué)儲能電站的建設(shè),國家和行業(yè)從政策制定和標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)范電化學(xué)儲能電站的建設(shè)全流程。
2022年4月26日,國家能源局綜合司印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)電化學(xué)儲能電站安全管理的通知》,文件中明確“應(yīng)當(dāng)委托具備相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計單位開展設(shè)計工作,并組織開展設(shè)計審查”,現(xiàn)有項目也普遍將設(shè)計單位資質(zhì)和設(shè)計文件審查作為工程驗(yàn)收和并網(wǎng)的必要條件,大中型儲能設(shè)計審查機(jī)制較為健全,在“監(jiān)管體系薄弱”的用戶側(cè)儲能,在浙江等用戶側(cè)發(fā)展較快的先行區(qū),相關(guān)管理規(guī)定要求在可研、接入設(shè)計、并網(wǎng)驗(yàn)收等環(huán)節(jié)對設(shè)計工作進(jìn)行審查。
標(biāo)準(zhǔn)作為工程設(shè)計的主要依據(jù),電化學(xué)儲能電站設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)近兩年逐步健全,多個重磅級設(shè)計相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)陸續(xù)修訂或發(fā)布,例如《風(fēng)光儲聯(lián)合發(fā)電站設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB∕T51437-2021)、《電化學(xué)儲能電站接入電網(wǎng)設(shè)計規(guī)范》(DL/T5810-2020)、《電化學(xué)儲能電站可行性研究報告內(nèi)容深度規(guī)定》(DL/T5860-2023)、《電化學(xué)儲能電站初步設(shè)計內(nèi)容深度規(guī)定》(DL/T5861-2023)、《電化學(xué)儲能電站施工圖設(shè)計內(nèi)容深度規(guī)定》(DL/T5862-2023)等設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),對規(guī)范提升電化學(xué)儲能電站設(shè)計質(zhì)量具有重要意義,特別是正在修訂的國標(biāo)《電化學(xué)儲能電站設(shè)計規(guī)范》將重新規(guī)定電化學(xué)儲能電站選址布局、設(shè)備選型、防火距離、給排水、消防系統(tǒng)等設(shè)計,備受行業(yè)關(guān)注,意義重大。
總體來說,目前電化學(xué)儲能電站設(shè)計門檻很低,但精品設(shè)計難尋。面對行業(yè)技術(shù)快速發(fā)展,新技術(shù)層出不窮,安全問題突出、布置型式多樣等態(tài)勢,設(shè)計作為工程建設(shè)的核心環(huán)節(jié),應(yīng)通過設(shè)計優(yōu)化提升電化學(xué)儲能電站消防安全水平、電站運(yùn)行效率和運(yùn)維便利性,降低全壽命周期的成本,并結(jié)合不同地區(qū)環(huán)境特點(diǎn)提升針對性的設(shè)計。
原標(biāo)題:電化學(xué)儲能電站設(shè)計現(xiàn)狀與趨勢