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華能青海格爾木時代新能源光伏儲能電站項目，由中國電建集團公司所屬上海電力設計院有限公司參與設計，是中國首座規(guī)模最大的商業(yè)化光儲電站，主要包含光伏電站1座，儲能電站1座。其中光伏電站容量為50兆瓦，全部采用310瓦多晶組件，設50個常規(guī)集中式1兆瓦子方陣，以5回35千伏電纜電路接入站內(nèi)35千伏母線，經(jīng)35千伏線路送至光伏園區(qū)110千伏匯集站，經(jīng)升壓后并入電網(wǎng)。實現(xiàn)了以儲能技術平滑和調控波動電源，保障新能源發(fā)電高比例接入電力系統(tǒng)的成功應用示范，標志著“光伏+儲能”新時代的到來。
 

此項目運用了上海電力設計院最先進的設計理念，結合儲能系統(tǒng)與光伏系統(tǒng)，基于電力調度AGC控制指令的光伏發(fā)電能量分配控制以及雙電源協(xié)調饋電控制策略，利用棄光限發(fā)區(qū)域光伏電站高比例錯峰上網(wǎng)控制技術與智能化能量管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了光伏電站能量對稱聯(lián)動及合理分配，確保格爾木時代新能源50兆瓦并網(wǎng)光伏發(fā)電項目高品質、高穩(wěn)定性、高比例上網(wǎng)。
 

儲能電站采用15兆瓦/18兆瓦時鋰電池儲能系統(tǒng)。系統(tǒng)功率按光伏電站功率的30%配置，額定功率15兆瓦；容量按儲能功率的1.2小時來配置，額定容量18兆瓦時(15兆瓦×1.2小時=18兆瓦時)。儲能系統(tǒng)由5個3兆瓦/3.6兆瓦時儲能單元組成，經(jīng)升壓接入站內(nèi)35千伏母線；每個3兆瓦/3.6兆瓦時儲能單元由6個500千瓦雙向變流系統(tǒng)和6個600千瓦時儲能機組組成，安裝在一組變流室和電池室內(nèi)；每個500千瓦/600千瓦時儲能機組由1臺500千瓦雙向變流器、4個150千瓦時電池柜和1總控柜(匯流柜)構成；每個電池柜由17個電池模塊（箱）串聯(lián)，與一個電池管理主控箱組成；每個電池模塊采用14個200安時數(shù)的單體電芯串聯(lián)形成。儲能系統(tǒng)全部采用磷酸鐵鋰電池，設備采用戶內(nèi)布置，占地1965平方米。

電站的儲能系統(tǒng)與光伏系統(tǒng)的結合，可有效彌補和抑制光伏發(fā)電的隨機性、間歇性和不穩(wěn)定性，對改善光伏發(fā)電品質，協(xié)助電網(wǎng)調峰，平滑輸出電能，提高電網(wǎng)穩(wěn)定性等具有重要的作用。在當前中國西北區(qū)域比較嚴重的棄光限電背景下，格爾木時代新能源光伏發(fā)電項目在國內(nèi)率先應用儲能系統(tǒng)，可避免該電站每年發(fā)電收益損失約7%以上，為企業(yè)帶來良好的經(jīng)濟效益。
 

青海格爾木光儲電站通過兩年多的運行，充分驗證了大規(guī)模儲能和新能源聯(lián)合運行的良好效果，增加了電網(wǎng)運行的靈活性，提高區(qū)域電網(wǎng)的安全穩(wěn)定水平，為大規(guī)模集中式光伏電站提高電網(wǎng)友好性、解決棄光限電尋找到一種可行的技術解決手段。
 

 一是改善光伏電站輸出特性。青海格爾木光儲電站采用光儲聯(lián)合發(fā)電運行控制技術，配置中國電科院光儲就地監(jiān)控系統(tǒng)，接入國家電網(wǎng)智能電網(wǎng)調度系統(tǒng)。根據(jù)省級電網(wǎng)調度指令，通過儲能系統(tǒng)實時吸收或釋放電量，及時修正光伏電站出力曲線，平滑光伏發(fā)電輸出波動。
 

二是提升新能源消納水平。以該項目在晴天的日運行曲線為例，電網(wǎng)限發(fā)出現(xiàn)在上午10點15分左右，同時儲能系統(tǒng)開始充電，并在12時35分儲滿；下午17時30開始釋放電量，19時15分結束，當天為電網(wǎng)多提供清潔電量約1.6萬千瓦時。據(jù)統(tǒng)計，自2016年初并網(wǎng)運行后，項目累計為電網(wǎng)提供儲能電量約580.48萬千瓦時。
 

三是為電網(wǎng)提供輔助服務。根據(jù)國網(wǎng)青海電科院的研究結果表明，該項目利用鋰電池充、放電快速、靈活的優(yōu)勢，實現(xiàn)了儲能與電力系統(tǒng)平穩(wěn)運行，可以為電網(wǎng)系統(tǒng)在電源側提供調峰、調頻的輔助服務。在冬季和夏季項目的可信容量分別增加至11.8兆瓦和24.8兆瓦，節(jié)約線路容量28%。
 

通過對青海格爾木光儲電站的深入調研，我們得到如下啟示和建議：

 

本次調研發(fā)現(xiàn)，目前發(fā)電側使用的儲能電池基本沿用了動力電池的設計構架，存在單體容量較小、充放時間長、占地面積大等問題。需要儲能廠家針對發(fā)電和輸、配電領域開發(fā)出長時間大容量、短時間大容量、高功率的儲能產(chǎn)品，加強儲能電池在高安全性、高能量密度、長壽命、低成本等方面技術研究，配合儲能系統(tǒng)集成與電網(wǎng)智能控制技術的發(fā)展，實現(xiàn)儲能與現(xiàn)代電力系統(tǒng)協(xié)調優(yōu)化運行。
 

目前，儲能系統(tǒng)處于示范項目向商業(yè)化初期過渡階段。經(jīng)測算，華能格爾木儲能項目的投資回收期約為15年，全壽命周期內(nèi)暫無法實現(xiàn)盈利。2012-2017年儲能系統(tǒng)整體生產(chǎn)成本下降了70%，其中電池下降超過50%，從趨勢看，預計2-3年后隨著儲能系統(tǒng)生產(chǎn)成本進一步降低，在壽命周期內(nèi)實現(xiàn)發(fā)電側的收益平衡或盈利成為可能。因此，需要儲能電池、硬件、軟件、EPC各個環(huán)節(jié)共同努力，進一步降低儲能系統(tǒng)的生產(chǎn)成本。并在發(fā)展“儲能+光伏”的發(fā)電模式同時，開拓“儲能+分布式”“儲能+電網(wǎng)”“儲能+用戶”等多種應用場景和各種輔助服務，積極創(chuàng)新商業(yè)模式，早日實現(xiàn)儲能市場規(guī)模化商業(yè)發(fā)展。
 

通過調研發(fā)現(xiàn)，儲能系統(tǒng)具有雙向調節(jié)能力，能夠有效平抑光伏發(fā)電出力的隨機變化，可以讓清潔能源成為方便調節(jié)的穩(wěn)定電源，大幅減少棄風、棄光等浪費現(xiàn)象。對比建設一座發(fā)電廠，儲能系統(tǒng)具有建設周期短、調峰成本低、響應速度快、運行效率高和無污染等優(yōu)點。未來，儲能系統(tǒng)如果大規(guī)模在電網(wǎng)中應用，可以實現(xiàn)電能的大規(guī)模存儲和快速釋放功能，通過削峰填谷解決高峰用電緊張，應對臨時電力短缺，有效支撐地區(qū)電網(wǎng)，實現(xiàn)電能靈活調節(jié)和精確控制。
 

目前，儲能與可再生能源場站作為聯(lián)合體接受電網(wǎng)運行調度時，并未作為特殊的“電廠”對待，在接入方式、運行控制、涉網(wǎng)保護及安全防護等方面繼續(xù)沿用可再生能源場站的標準，沒有體現(xiàn)聯(lián)合體的優(yōu)越性。因此，建議儲能行業(yè)盡快建立和健全產(chǎn)品性能、安全性等檢測認證標準，加強和完善儲能產(chǎn)品全壽命周期質量監(jiān)管；電網(wǎng)企業(yè)盡快建立儲能系統(tǒng)的規(guī)劃設計、設備及試驗、施工及驗收、并網(wǎng)及檢測、運行調度等各應用環(huán)節(jié)的標準體系。
 

儲能系統(tǒng)是電網(wǎng)友好型的能源系統(tǒng)，能夠促進能源生產(chǎn)消費的多能協(xié)同和靈活交易，是構建能源互聯(lián)網(wǎng)，推動電力體制改革和促進能源新業(yè)態(tài)發(fā)展的核心基礎。建議國家制定進一步支持儲能發(fā)展的政策，督促地方政府和電網(wǎng)企業(yè)保障儲能電站發(fā)電的消納程度，提高電站的調度入網(wǎng)電量，并及時足額取得電價補貼；鼓勵光儲電站等聯(lián)合體參與電力市場交易和輔助服務市場，明確儲能服務電價政策；鼓勵多種形式的技術、機制及商業(yè)模式創(chuàng)新，引導社會資本投入儲能產(chǎn)業(yè)，推動銀行等融資機構支持儲能電站項目建設融資，促進產(chǎn)業(yè)健康有序發(fā)展。