2011年12月25日，世界規(guī)模最大，集風(fēng)電、光伏發(fā)電、儲能、智能輸電于一體的新能源綜合利用平臺——國家風(fēng)光儲輸示范工程在河北省張北縣建成投產(chǎn)。該工程由國家電網(wǎng)公司自主設(shè)計(jì)、建造，通過風(fēng)光互補(bǔ)、儲能調(diào)節(jié)、智能調(diào)度，實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電穩(wěn)定可控，有效破解新能源并網(wǎng)技術(shù)難題。
在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)下，新能源擁有可觀的發(fā)展前景，將成為未來電力供應(yīng)的主體。近年來，電源側(cè)新能源裝機(jī)在不斷增長，用戶側(cè)負(fù)荷則呈現(xiàn)出多種多樣的變化，這對于電力系統(tǒng)來說是一種挑戰(zhàn)。儲能技術(shù)在提高可再生能源消納比例、保障電力系統(tǒng)安全平穩(wěn)運(yùn)行等方面發(fā)揮著較大作用。
五月中旬的張北壩上，天朗氣清，“風(fēng)光”正好。走進(jìn)國家風(fēng)光儲能示范工程現(xiàn)場，一架架潔白的風(fēng)機(jī)排列有序，一排排光伏板熠熠生輝，不遠(yuǎn)處的儲能廠房沉穩(wěn)安靜，旁邊的綜合控制樓則像一個(gè)衛(wèi)士默默地守護(hù)著這些“能量魔方”。
精準(zhǔn)施策 讓儲能更穩(wěn)定
“1522面電池柜”“近30萬塊電池”“114萬個(gè)監(jiān)測點(diǎn)”“46套能量轉(zhuǎn)化系統(tǒng)”“溫度誤差不能超過3度”……一組數(shù)據(jù)見證著這里儲能設(shè)備的發(fā)展。
據(jù)了解，在這個(gè)裝機(jī)規(guī)模達(dá)到33兆瓦的“特殊”環(huán)境下，經(jīng)過近十年的運(yùn)行實(shí)踐，磷酸鐵鋰儲能裝置日平均可用率保持在91.4%以上，日平均可用容量達(dá)到35兆瓦時(shí)以上。國網(wǎng)冀北電力有限公司（簡稱國網(wǎng)冀北電力）通過對大規(guī)模電池儲能電站系統(tǒng)集中接入、協(xié)調(diào)控制以及實(shí)時(shí)快速出力分配，使電池儲能電站的整體響應(yīng)時(shí)間接近1秒，10分鐘聯(lián)合發(fā)電波動率均小于5%。工程自2011年投運(yùn)以來，先后累計(jì)投入削峰填谷近2000次，轉(zhuǎn)換輸出電能近3000萬千瓦時(shí)，在解決風(fēng)光資源不穩(wěn)定特性、實(shí)現(xiàn)其大規(guī)模集中并網(wǎng)、集成應(yīng)用中發(fā)揮出顯著作用。
依托示范工程實(shí)踐平臺優(yōu)勢，國網(wǎng)冀北電力依托風(fēng)光儲公司聯(lián)合各協(xié)作單位，成功完成國家風(fēng)光儲示范電站“黑啟動”試驗(yàn)。并在此基礎(chǔ)上，以維護(hù)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行為靶向，成功攻克了一系列“卡脖子”技術(shù)難題，目前已獲頒國際標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，開展國家科技支撐計(jì)劃1項(xiàng)，河北省課題1項(xiàng)，國家電網(wǎng)有限公司總部項(xiàng)目4項(xiàng)專題研究。儲能電站運(yùn)行涉及的系統(tǒng)平滑新能源出力隨機(jī)波動，跟蹤電網(wǎng)調(diào)度計(jì)劃曲線、削峰填谷及頻率控制等設(shè)計(jì)功能得到全面體現(xiàn)和充分發(fā)揮。
循環(huán)利用 讓儲能更高效
作為新能源安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，儲能建設(shè)成果始終是示范工程優(yōu)劣與否的重要考量之一。
5月10日，在工程液流儲能車間，參加工作一年多的儲能專員趙燚正在29歲的“老師傅”楊俊豐指導(dǎo)下，認(rèn)真排查液罐密閉性能。作為隨同工程建設(shè)發(fā)展一直從事儲能工作的技術(shù)人員，年少老成的楊俊豐已成為電站儲能運(yùn)行管理的骨干?；叵肫饏⑴c儲能虛擬同步機(jī)和3兆瓦電池梯次利用建設(shè)場景，楊俊豐深有體會。
動力電池梯次利用，一直被看作是解決動力電池回收和發(fā)展電化學(xué)儲能“一舉兩得”的技術(shù)手段之一。國網(wǎng)冀北電力充分利用風(fēng)光儲試驗(yàn)平臺，推動電池梯次利用試驗(yàn)場景建設(shè)，開展試驗(yàn)論證。
楊俊豐介紹，面對建設(shè)過程中的困難挑戰(zhàn)，風(fēng)光儲公司以“最嚴(yán)格、最具體、最較真”的措施，制定了技術(shù)方案及保障措施，科學(xué)動態(tài)調(diào)整計(jì)劃、嚴(yán)格本質(zhì)安全要求，加大施工人員及物資保障，確保了儲能虛擬同步機(jī)和3兆瓦電池梯次利用工程安全、如期投運(yùn)，并基于此形成了《風(fēng)光儲發(fā)電設(shè)備狀態(tài)評估關(guān)鍵技術(shù)、系統(tǒng)開發(fā)及應(yīng)用》成果榮獲河北省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。
據(jù)了解，風(fēng)光儲3兆瓦梯次利用系統(tǒng)，通過研究不同儲能工況下梯次利用電池的衰退規(guī)律，系統(tǒng)構(gòu)建起考慮模組分散性能的多級串并聯(lián)儲能單元充放電模型，繼而分析電池模組外特性關(guān)鍵參數(shù)對其健康狀態(tài)影響，成功建立梯次利用儲能系統(tǒng)評估體系，實(shí)現(xiàn)了梯次利用儲能單元健康狀態(tài)離線評估，進(jìn)一步提高了儲能循環(huán)利用水平。
試驗(yàn)驗(yàn)證 讓儲能更優(yōu)質(zhì)
2021年4月30日，由風(fēng)光儲公司作為主體參編的國家標(biāo)準(zhǔn)《儲能電站運(yùn)行維護(hù)規(guī)程》正式發(fā)布，將于今年11月1日開始實(shí)施。此項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了儲能電站的正常運(yùn)行、異常運(yùn)行及故障處理、維護(hù)等過程的技術(shù)要求，適用于大中型電化學(xué)儲能電站。
風(fēng)光儲公司立足國家電網(wǎng)有限公司“雙碳”行動方案，結(jié)合冀北實(shí)踐要求，充分把握二期儲能擴(kuò)建工程入選國家能源局首批科創(chuàng)（儲能）試點(diǎn)示范項(xiàng)目契機(jī)，統(tǒng)籌“1234”轉(zhuǎn)型升級謀劃，圍繞儲能實(shí)證、檢測、運(yùn)營等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，積極打造先進(jìn)儲能運(yùn)營模式研究平臺，合力拓展儲能參與社會化服務(wù)的商業(yè)運(yùn)行新模式。
這場涉及儲能領(lǐng)域更深層次的攻堅(jiān)戰(zhàn)，不僅為儲能設(shè)備供應(yīng)商提供實(shí)證示范環(huán)境，也為未來儲能大規(guī)模發(fā)展、政策制定提供數(shù)據(jù)支撐，更為實(shí)現(xiàn)電池儲能全鏈條檢測認(rèn)證和評價(jià)閉環(huán)管理、引領(lǐng)儲能行業(yè)健康有序良性發(fā)展、提升我國在儲能國際標(biāo)準(zhǔn)中的話語權(quán)提供重要支撐?！帮L(fēng)光儲輸”這一國之重器所承載的強(qiáng)源護(hù)網(wǎng)“定盤星”、“雙碳”落地“助推器”價(jià)值功能將得到更為全面系統(tǒng)的彰顯和檢閱。
風(fēng)光儲公司總經(jīng)理田云峰滿懷信心地表示，作為戰(zhàn)斗在新能源領(lǐng)域一線的“國家隊(duì)”，將堅(jiān)決遵循上級部署要求，按照打造新能源與儲能試驗(yàn)驗(yàn)證及技術(shù)攻關(guān)、先進(jìn)儲能運(yùn)營模式研究、新能源友好并網(wǎng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)證、人才培養(yǎng)及開放合作“四大平臺”和建設(shè)綠色奧運(yùn)標(biāo)桿工程規(guī)劃，充分發(fā)揮示范工程在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)中具有的綜合試驗(yàn)和中試基地、“跑馬場”優(yōu)勢，全景展現(xiàn)冀北最具綠色智慧特征的能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新成效，努力為促進(jìn)新能源發(fā)電效率提升、風(fēng)光儲產(chǎn)業(yè)迭代升級、全社會用能低碳轉(zhuǎn)型提供樣板示范。
