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国家电网国调中心原副总工程师裴哲义:电化学储能发展的七大建议

时间: 2020-09-02 16:52:41 来源:国家电网国调中心 作者: 国家电网国调

新能源增加了电网调节难度,新能源高比例接入电力系统后,常规电源不仅要跟随负荷变化,还要平衡新能源出力波动。电网负荷变化规律性能,用电高峰、低谷明显;风电出力随机性、波动性强,预测年度大,大规模接入后极大的增加了电网平衡困难,2018年3月,西部电网风电出力最大超过3000万千瓦,最小200多万千瓦,日内最大波动超过1700万千瓦。这是北方某省符合的鸭子曲线,由于光伏的发展,调峰已经从晚上到了中午,也是很困难。

2035年,风、光装机规模分别达到7亿、6.5亿千瓦,全国风电、太阳能日最大功率波动预计别达到1.56亿、4.16亿千瓦,大大超出了电源调节能力,迫切需要重新构建调峰体系,应具备应用新能源5亿千瓦左右日功率波动的调节能力。

新能源降低了系统的抗干扰能力,对于送端系统,风电大出力时,系统频率调节能力显著下降。以西部某电网为例,6800万负荷水平下,损失350万功率,若网内无风电,频率下降0.65Hz,若风电出力1200千瓦,频率下降0.96Hz,比无风电时增加0.3Hz,未来随着风机规模和带规模的扩大,系统频率调节能力进一步恶化。

未来电力系统储能应用场景分析,电源侧储能应用,一是改善新能源涉网特性,储能系统可有效平滑新能源场站出力波动,降低新能源随机性和波动性对电网运行的影响,显著提升跟踪计划的能力,储能系统可改善新能源场站无功调节能力,平抑并网点电压波动,提升局部电网电压稳定性。二是储能可提升火电机组的稳定性。三是作为黑启动电源,对于容量较小的常规机组,配比一定的储能,可以作为黑启动的电源使用。

在电网侧应用场景,一是参与电网调峰,储能可以根据电网负荷特性,灵活进行双向调节,具备两倍于自身容量的调峰能力,可作为解决三北地区调峰和新能源消纳矛盾的重要手段。另外,由于其布置灵活,储能也可用于解决东中部局部地区用电高峰供电紧张问题,降低负荷峰值。美国国家可再生能源实验室研究发现,部署50GW4小时储能可以满足美国的峰值容量。二是提供快速调节资源,利用储能提供快速调节资源,参与AGC等辅助服务,提供新能源高比例装机地区缺乏的短时调节资源,提升新能源高渗透率下的电网稳定性。三是优化潮流分布和缓解通道阻塞,通过储能运行状态切换,可以有效优化输电通道潮流分布,通过快速精准调节储能状态,缓解断面潮流越限和输电通道阻塞。四是增加电网精准调控手段,再就是提供事故备用,由于储能本身的能量储备,可进行紧急功率支援和应急相应,提升电网安全性和稳定性。

用户侧的应用,一是有助于减小电网的峰谷差,主要是利用价格的激励措施,发挥用户侧削峰填谷,需求响应作用,客观有利于降低电网峰谷差,提高电网灵活调节能力,缓解供需紧张,调峰能力不足等问题。二是有助于提高供电可靠性,配电网故障情况下,通过分布式新能源和储能联合运行,可作为终端用户短时提供电力供应,保障重要负荷不间断供电,从而有效降低电网故障停电影响,提高供电可靠性。

下面有几个建议。一是落实新版《电力系统安全稳定导则》相关要求。导则要求电源应具备足够的调频、快速提压、调峰能力,新能源场站以及分布式电源的电压和频率耐受能力原则上与同步发电机组的电压和频率耐受能力一致,确保各类电源性能满足电力系统稳定运行的要求。

二是在网源协调侧,电源均应具备一次调频、快速调压、调峰能力,且应满足相关标准要求。根据电力运行情况具体调用,有人问是不是一天全部都要备着,可能各个地方系统不一样,运行的时段不一样,存在频率震荡风险的电力系统,系统内水电机组调速系统应具备相应的控制措施。电源及动态无功调节设备对于系统电压、平率的波动应具有一定的耐受能力,新能源场站以及分布式电源的电压频率和耐受能力原则上与同步发电机组的电压和频率耐受能力一致。电力系统应具备基本的惯量和短路容量支持能力,在新能源并网发电比重较高的地区,新能源场站应提供必要惯量与短路容量支撑。

加快新能源相关标准制修订工作,像《风电场接入电力系统技术规定》GB/T19963—2011,《光伏发电站接入电力系统技术规定》GB/T19964—2011等国家的行业标准的修订工作,指导和促进行业健康发展。

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