冯云岗--《储能应用及典型案例分析》

发布日期:2022-08-23

核心提示:搜索复制8月22-24日,由充换电百人会、中国充电桩网、中国风光储网、联联充电、国家电投融和元储、充电联盟等单位联合主办,上海
 
 
 
8月22-24日,由充换电百人会、中国充电桩网、中国风光储网、联联充电、国家电投&融和元储、充电联盟等单位联合主办,上海贺励展览有限公司、上海贺励商务咨询有限公司承办的2022中国国际光储充产业大会&2022中国国际社区充电产业大会,简称:金砖光储充论坛&金砖社区充电论坛在常州香格里拉大酒店顺利召开。本届大会设置“论坛峰会+展示台展示”,既有企业细致入微的分析,也有行业专家为市场发展提出的设想与方案,助力落实国家提出的“碳达峰、碳中和”战略目标要求,积极助力构建“双循环”新发展格局。
 
 
中国电建  上海电力设计院有限公司新能源部副总经理 冯云岗出席论坛并发表主题演讲——《储能应用及典型案例分析》 。
 
以下为演讲实录:
    
    冯云岗:各位领导,各位专家,各位行业同仁,大家上午好。今天应主持人的邀请,我今天从设计院的角度分析一下储能及主要的典型案例在工程中的一些应用。
    我分享以下几个方面:
    1、行业发展历程
    2、储能主要技术路线
    3、储能典型案例及商业模式
    4、储能工程设计的关键点思考
    
    1、行业发展历程
    我们简单看一下储能的历程,从“30·60”开始以后,尤其碳达峰、碳中和提出来以后,储能给了我们无限想象空间。从新能源的本质来说,其实就是发电侧规模越来越大,可再在能源的不稳定性造成了整个给储能提出了更大的空间。同时,国家提出新型电力系统,里面必不可缺的元素就是储能,储能将扮演越来越大的角色。这是随着国家大的战略以及整个宏观顶层设计随之而来的。
    第二,从储能本身来说,它外部的环境也造成了整个储能的需求越来越大。这里面得益于市场化的影响,电能质量、电网本身的需求也是随着可再在能源比例的增加,以及“双碳”目标下可再在能源整个支撑电网的稳定跟友好运行的角度,伴随着整个储能将起的作用越来越大。
    整个行业的发展周期简单做了一个分析。从储能来说,现在商业化已经从初期向规模化逐渐起步的过程,这两年储能发展已经进入了快车道,各种问题也随之不断解决和完善的过程中,可以预期整个储能行业具有无限的空间。
    这几年锂电还是作为主流的方向,压缩空气也方兴未艾,传统的抽蓄也有很大的发展空间,由于受到自然环境的影响,给化学储能比较好的发展适应的空间和它自己适应的范围。
    从电网侧来说,容量的电价,包括替代储能纳入输配电价,以及新能源储能和共享储能等等多种形式都并存,为储能创造好的盈利和好的发展模式和空间。
    2、储能主要技术路线
    前面各位领导说得比较多,其实整体来说储能还是一个技术多元化的发展空间,包括电化学储能、物理储能,包括其他相关形式的储能,但整体来说整个现在锂电池还是主流情况。
    从整个组成来说,大家可以看出右边这张图,各种形式也属于多种形式、多种发展的过程,现在属于百花齐放、百家争鸣的过程,逐步在储能的赛道过程中逐渐根据各自的盈利、各自的适应范围,逐步找到自己的方向,逐步有好的胜出。在前期的过程中,大家还是在拼搏努力,最后走到胜利的空间。包括有步入式、非分布式的、低压的、高压的、空冷的、水冷的,现在水冷越来越受到大家的重视,其实跟现在的发展形式,包括跟整个储能的技术瓶颈,解决的问题也是有很大的过程的。
    从业者是重点瞄准整个行业技术发展的瓶颈,如何解决它的关键技术问题,如果能有几个重要的突破,其实整个对行业的发展都是有非常好的促进作用,同时使自己的产品/领域,也有自己成长的发展空间。包括消防这边,这里不展开说。
    从储能发展来说,前面重点说了电化学储能的发展,其实从国家、从整个战略发展长周期、长时间的储能也会面临比较大的发展空间。因为从可再在能源发展来说需要的季节性不平衡、跨天的不平衡,以及需求与供应的不平衡,其实很多时候长周期、长时间的储能也会有比较大的空间,而且有自己本身的赛道在这里面各自发展。
    从整个国家的“双碳”来说,大家看一下煤电,2022年煤电容量占比49%,看2025年占到37%,逐步下降到2030年27%,最终到60年,可能煤电属于清零的过程中。随着煤电清零的过程中,什么形式能够替代煤电作为主力支撑电源?其实可再在能源不管是从容量还是电量上,都会有比较大的发展,成为逐步替代煤电过程中扮演它的角色。同步而来的是可再在能源本身的发电特性,以及它的技术特点也需要相关的储能跟它作为整体支撑,做一个整体可调可控的发展方向,包括虚拟电厂、虚拟同步机,包括整个可再在能源的支持也好,整个发展过程中也就是“新能源+”能够承载储能发展调节可控的一些模式,将是未来发展重要领域和发展的空间,有很大的发展。
    3、储能典型案例及商业模式
    整个商业模式从现状来说,储能还没有形成像标准化的固定的一些政策跟一些盈利模式,所以现在目前的储能也就是一个项目一个政策,一个省一个模式。相对来说还处于大家百花齐放各自发展的过程中,现在还属于初期,在萌芽向规模化发展过程中,大家还处在各自想办法,各自找到自己的发展,各自促进自己的能源体系变化的过程中。
    这里面列了几个比较主要的,包括用户侧的,包括电网侧的,像湖南、江苏、河南,以及大连、上海奉贤等相关政策。尤其像大连、上海奉贤等可以参照抽蓄两部制电价,为储能提出了比较好的可参考的一些模式。包括容量电价+辅助服务等等。
    从电源侧来说,包括新疆、甘肃、山西等等,这块主要是保障利用小时数+调峰电价,以及调峰辅助服务等等,整个储能发展得比较迅速,而且盈利模式相对来说也比较明朗。
    从共享储能模式,主要是西部特别是新能源发展比较好的大的省,以及中东部地区,像青海、山东、安徽、湖南二期等,这里面有共享模式,尤其青海、甘肃整个共享模式储能这块,整体来说它的发展以及结合现货市场,整个储能还是有比较好的调节利用的手段。
    下面是具体的几个典型市的项目案例。
    这个是我们海南州共和100兆瓦风电场兆瓦级储能电站项目。这个项目是100兆瓦光伏配了10兆瓦时的储能,整个采用磷酸铁锂的情况,它是建设在光伏电站深压站的旁边,主要解决的是新能源的供应以及新能源配储能,这是现在国家最典型的案例应用,解决弃光以及整个不稳定的调节这块的作用,整个过程中主要参与的调峰调频以及电网的需求侧响应,它核心还是解决弃光以及平滑出力,为整个新能源的配置,使新能源友好接入电网过程中起重要的作用。
    现在很多是大家比较诟病的,就是所谓的新能源强配储能,这时候很多收益是靠新能源的收益来承担储能的收益模式,来完成整个储能的价值回收。
    实际上它在未来发展过程中,随着市场化交易的使用,以及将来对可再在能源,尤其对新能源电网要求的提升,以及它的考核以后,其实这种项目可能会越来越多的主动性的就要配,否则就要面临很多其他的考核机制,以及整个容量的限制。这块未来还是有很大的发展空间。
    整体相对来说,比较简单就是新能源配一个储能,跟新能源共享,然后场站投资,统一来结算,这么一个整体项目打包完成的情况。
    第二个是国家风光储输示范工程,前面做了一期二期以后,这是2017年做的虚拟电厂的情况,刚才杨总讲到虚拟电厂未来这块发展,也是将来新能源+储能替代火电的发展过程中,虚拟同步机将有一个比较大的发展空间,它真正实现电源的可调可控。这里面比较简单,虚拟同步机的需求,其实它是功率型的储能形式,它要做到3C这么一个充放电倍率,及时响应,为电网完成依次调频、阻尼和无功补偿等功能,形成整个可调可控,为电网提供技术支撑和服务整个过程储能项目的典型案例。
   这是我们最近在做的深圳南山电厂,目前广东火电厂调频,对电厂调频过程中,储能发挥了一些作用。整个电厂尤其像原来建的比较早的老式的燃机电厂,随着能源结构调整以后,电厂要逐渐进行老式退役。这时候它重新做储能电站的改造,还是有比较大的发展空间。这块是利用南山电厂7号机组燃机联合循环退役以后,利用场地建立储能电站,起到燃机相关的调峰、调频作用。未来这块随着可再在能源以及整个非化石可再在能源比例的提升以后,燃机逐渐也会减少。这个时候储能可以发挥它的替代作用,也做了一个大胆的尝试,与常规火电进行联合调频,另一方面为电网做独立的储能电站,同时还承担黑启动的作用。一旦整个网络出现故障的时候,它可以起到黑启动,这是我们充分发挥储能在整个电网运行过程中,尤其在调峰的过程中起了比较好的作用,调峰、调频,包括黑启动,包括需求侧响应等多种模式实现经济效益。
    整个资本金收益率可以达到20%,整体还是比较好的项目,我们也做了详细的收益,包括年调峰,按照500次它就是3500万的收入,调频的收入,还有补偿电量的收入,黑启动还没算到里面,整体收益还是比较好的项目。
    尤其是燃机电厂在面临退役的时候,整个进行储能电站的改造,其实对我们整个储能的发展、储能的应用场景还是有比较好的应用空间。
    这个是我们在甘肃瓜州做的项目,2018年做的EPC项目。我把详细的数据做了分析,从一年多的数据来看,它的调峰调频的收益,尤其调频的收益还是占了很大的比例,大家可以看出来这一列调频基本上是调峰2倍的收益,这个过程中,调频收益占得比较多。因为甘肃整个电力辅助市场的规模,其实整体的规模有限的情况下,先建的一些储能电站在收益过程中比较好的享受了收益,而且它占得比例也比较高。调频的收益占到甘肃省的三分之一这样的市场,但是整体来说,它整个市场份额可能是有限的,随着项目的增多以后,如果在电源结构没有明显变化的情况下,其实这个收益也会压缩。所以在这块做的过程中,我们在前期规划预判的过程中也要相关的手段、相关的考虑,否则到时候实际运行可能有差异。这里面列出调峰和收益的情况,包括弃风、弃光,调频在这里面占了很大比例,包括计算的模型,由于时间关系不展开说。
    这是我们跟阳光电源为英国做的储能电站,是99.8MW的储能。英国作为一个电力高度自由的市场,它的电价响应非常快,这时候储能将发挥更加重要的作用,同时也将享受更好的收益。
    给大家透露一个信息,中国的电力市场逐渐在放开,现在市场化交易扮演着更大角色以后,未来在5-10年或者更长一段时间,我们可能采用这种更加开放的电力市场,整个储能可能有更多的收益模式,这种不确定性更多,现货市场上短期内也可以享受非常高的收益。
    不像以前都是固定的电价,像这种市场也会有更大的发展。这里面电站主要参与电网的调频、调峰以及快速响应、黑启动、容量服务等角色,由于它的自由化市场,短期市场都会非常好。
    4、储能工程设计的关键点思考
    整个储能规划设计首先要明确能量性和功率性,不同的市场还是有不同的应用空间。
    这是储能典型的组成(如图)。
    集成设计重点几个考虑因素:
    (1)容量的配置。
    (2)电站整个设计过程中,包括整个主接线设计、总平面、站用电等系统,对优化设计还是有比较好的作用。
    (3)成本管控。
    (2)设备选型。
    这里是做了储能容量配置的配合,我们做了相关软件模拟等等。(如图)
    这个是整个储能电站过程中的一些典型设计,有各种形式的,整个设计过程中要综合考虑整个场地、整个项目的场景以及应用,来进行综合化的分析。
    这是整个储能过程中很重要的整体安全的设计,各个专家讲的比较多,我们作为规划咨询前期很重要的,这块做好,才能为后面项目安全可靠运行起到很重要的作用。如果后面只是作为“补丁式”,可能效果不是特别好,而且会发生各种各样的问题。
    这是从优化设计的几个点(如图)。
    我的汇报就到这里,谢谢各位!
  
 
(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅,仅作为参考资料,请勿转载!)

 
 
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