中國儲能網訊：4月24-26日，由中國化學與物理電源行業(yè)協會儲能應用分會主辦的第九屆中國國際儲能大會在浙江省杭州市洲際酒店召開。在4月26日上午的“儲能電站與技術應用（四）“專場，江蘇電機工程學會儲能專委會秘書謝珍建在會上分享了主題報告《電網側儲能應用實踐及展望》，以下為演講實錄：
謝珍建：各位嘉賓，上午好！我講一講電網側儲能電站的一些應用。因為去年鎮(zhèn)江的電網側儲能也是取得了一定的成果，在鎮(zhèn)江儲能的基礎之上，我們最近也做了一些工作，今天把前面做的一些工作跟大家做一個交流和分享。
儲能在電網側來講的引領和發(fā)展，在江蘇走的還是比較快的，在這個基礎之上，為了更好的去推動我們儲能的一些應用和實踐，我們也在江蘇電機工程學會的指導下成立了一個專門的專委會，希望以這樣一個平臺來推動我們不管是電網側還是其他的電源側、用戶側應用的推進。
從江蘇在應用儲能來講，也是契合于自己的發(fā)展為什么呢？從這兩年江蘇在搞能源變革，我們也在蘇州做能源變革的典范城市，也在做相應的推進。江蘇來講最大的變化是什么呢？就是說我們不管是在電源側、還是在我們的用電側，都在快速的去推進我們能源的生產和消費向清潔低碳轉型這么一個節(jié)奏。在這樣一個背景下，對電力系統(tǒng)帶講，其實就有很大的消化壓力。在這樣的背景之下，儲能在這樣一個電力系統(tǒng)在轉型的過程當中有運行的安全、有我們能效的一些背景，儲能在這個里面怎么去發(fā)揮他的作用，我們做了一些工作。
為什么在這個時間點來用？因為儲能發(fā)展了很多年，剛才介紹到，我們從2010年可能之前都在研究這些東西。實際來講，儲能要在電力系統(tǒng)里用，最關鍵的兩個問題，一個是安全性的問題，一個是經濟性的問題，經濟性的問題，成本到了一定階段才具備商業(yè)化的可能，電網里面用的時候同時也是一樣的，在這樣的背景下他能否替代我們傳統(tǒng)的一些設施來保證我們電網的發(fā)展，他的成本下降給我們在電網側的應用創(chuàng)造了條件。從產業(yè)來講，無關是從國家五部委還是江蘇省能源局、發(fā)改委，其實都有產業(yè)推動的一些需要。從江蘇電力公司來講，從我們建設電網主要是服務于安全，服務于安全來講，我們實際上本身也做了一個大規(guī)模源、網、荷的友好互動系統(tǒng)，但是友好互動系統(tǒng)的資源在哪里？以前我們在用戶上面去找，這個用戶的資源他能夠給我們大規(guī)模源、網、荷系統(tǒng)用的用戶側資源其實是有限的，在有限的基礎之上我們通過儲能的使用來提升我們電網的三個能力，來提高電力的水平。江蘇公司為儲能的應用做了一些相關的工作，讓公司的相關部門都來參與儲能應用的研究。
第二部分，鎮(zhèn)江電網側儲能的實踐。大家可能去年到今年也看了，很多同志也到鎮(zhèn)江去參觀，剛才也介紹了，鎮(zhèn)江儲能在應用的時候他的驅動，當時供電不足，要快速的形成供電能力，快速形成供電能力的選擇就是說，要采用電儲能的這種比較靈活、比較快速布局的這樣一些方式。他用的驅動主要是解決供電能力的問題，所以說他在選型的時候其實也是采用的相當于兩個小時，這兩個小時核心就是說，跟我們的負荷特性的用電曲線是能夠匹配的，它匹配完之后能夠通過他的削峰填谷的作用減少我們斷面的能力、減少我們斷面輸電的瓶頸。從電池選型來說，當時選了幾個主要的特點，采用磷酸鐵鋰的電池、預制倉的方案，采用單母線分段，主要設備電池倉等等，前面做的工作我簡單的概括一下，主要講后面的。
應用，第一個，我們儲能在電網側應用，剛才講了，要服務于電網側安全，第一個，要把它放在我們源、網、荷、儲系統(tǒng)里面，快速的響應，源、網、荷、儲主要是響應我們特高壓直流發(fā)生故障的時候，發(fā)生故障以后我們的頻率是快速的會跌落到我們的最低點，這個時間可能就十幾秒鐘，在十幾秒鐘我們電源里面能夠用的資源比較有限。儲能的響應時間，大家看右邊這張圖，能夠在60毫秒以內，就能夠實現滿充到滿放的轉換。從整個站來講，我們也做了測試，就是在100毫秒以內，整個站就能夠實現從充電到放電的轉換。到源、網、荷、儲系統(tǒng)以后，因為要從主站，有一個感知，再加上通信的這樣一些延時，整個系統(tǒng)的響應時間在350毫秒，對我們的頻率支撐就非常有效了。（PPT）左邊這張圖是一個儲能參與緊急控制系統(tǒng)的架構，整體來講會作為我整個源、網、荷、儲系統(tǒng)很重要的資源。
剛才講到鎮(zhèn)江儲能是因為供電能力，供電能力不足核心是什么呢，就是說在我用電高峰的時段能不能把最大的用電時點它的潮流降下來，右邊這張圖展示的就是說，從儲能開始放電儲能放電結束，然后我們用電曲線的變化。上面藍色的實際上是實際的用電，下面那個是考慮儲能以后用電的曲線，相當于是進行了減少。我們因為在鎮(zhèn)江的儲能里面，他是分布式的一個布局，所以核心從調控來講，我要把這些分布的儲能要進行聚合，跟我們斷面的約束要進行關聯，然后來實現快速的功率控制，這個是在夏季高峰時段運行的一個方式。
回過頭來到夏季高峰以后，其他的時段怎么運行呢。我們對儲能的運行設了三個優(yōu)先級，對電網來講是最有用的。第一個，剛才我們講的，納入我們源、網、荷、儲事故應急響應，這個是最快的，也是優(yōu)先級最高的。第二個，到我們的一次調頻，就是說電網在響應頻率下降的時候，其實一次調頻能力不足，通過我們的儲能電站來響應一次調頻的這樣一個功能，對電網的支撐是非常有效的。在之后才是納入我們的AGC。
通過儲能電站參與我們電網的頻率調節(jié)以后，因為我們是把它放到ACE的信號來進行控制，對我們CPS響應指標的考核其實是非常有好處的。下面做了一些CPS指標的對比，效果是比較明顯的。
這里有一個事故，就是今年年初的時候，核電機組趴下了，我們發(fā)現這個系統(tǒng)的頻率就快速的下降，我們右邊那張圖做了一個對照，上面那個跑的比較快的就是我們儲能電站的響應曲線，我們會發(fā)現它很快速的，就是說頻率下來之后我儲能電站很快的就響應起來。下面那兩張對比的曲線，實際上是我們常規(guī)的火電廠它的出力的響應曲線，可以看得出來火電廠的響應曲線其實和儲能電站的響應曲線差異比較大，一個是響應速度比較快，快速的達到額定功率，上面那個是響應比較慢的，貢獻儲能電站也會更大一點。
這是一個儲能電站參與調壓測試的情況。右邊那張圖上面可以看得出來，因為鎮(zhèn)江的儲能電站是裝了SVG的，SVG的響應是在兩個兆帕以內，這個范圍之內優(yōu)先是用SVG來響應的，但是在這個范圍之外的響應，就是通過我們的PCS來響應的地可以看到我們PCS的響應速度其實也是很快的。從鎮(zhèn)江來講，可能更多的看的是單個的PCS的響應?；剡^頭來說，我們也可以把多個的PCS進行集成，集成以后控制也能夠實現快速的響應。左邊那個是響應的效果，就是考慮了儲能以后對整個站的電壓控制。
從設計來講，我們鎮(zhèn)江儲能電站做完了之后我們自己感覺，也對儲能電站的設計、功能應用，相當于我們也進行了后評價或者是評估。整體上感覺，還是有很多方面需要去提升，比如說從占地來講，我們101兆瓦占地33.7畝，基本上每千瓦200多個平方，第二個是功率密度，我們當時選的是1兆瓦/2兆瓦時的艙，可不可以再優(yōu)化、可不可以再標準。第三是安全性，因為剛剛講到有大量的案例在指向我們儲能不安全，電網側應用的時候我們怎么考慮這個安全性。第四個是智慧的選型，特別是電芯，選型很多，有大有小、有多有少，也是不統(tǒng)一。
第三個，優(yōu)化升級。我們做了幾個事，編了一個《儲能電站關鍵設備技術規(guī)范》，這個《規(guī)范》就是跟電網相關的、應用相關的一些關鍵設備，主要是我們的變流器、電池、監(jiān)控系統(tǒng)等等進行技術規(guī)范。《江蘇省電網儲能電站模塊化典型設計方案》，我們希望模塊化的設計，到了新的儲能電站以后直接能套進去。對電站進行優(yōu)化升級，主要是三個方面：綜合性能、選型標準、優(yōu)化設計。
這張PPT主要是說，當時是結合鎮(zhèn)江的實際情況，相當于設備各方面發(fā)展的情況做了技術規(guī)范書，也通過外部專家的一些評審，也做了一些典型方案，典型方案是根據我們在電網側儲能在電網應用的時候，它的工程規(guī)模、應用形式，分別來設計典型應用方案。
主要是八個方案，包括功率1萬的、2萬的、4萬的、10萬的，形式有戶外的、有半戶內的，這樣一些模塊基本上能夠滿足大規(guī)模工程建設的需要。
優(yōu)化以后有這么幾個特色，我們也自己總結了。
一，更安全。
我們做儲能電站安全考慮的時候：
第一個，是說這個儲能電站一定會出事的，不是今天、就是明天，出事怎么控制更小的范圍，一是艙的大小進行控制。二是出了事以后不要波及更大的范圍，所以我們理念就是，預防為主、防消結合的方式。這個安全實際上是構建三級防護系統(tǒng)，一級在電池艙內，剛剛講到了，電池艙里面要實現氣體的探測，他氣體的探測跟我們的消防系統(tǒng)進行聯動，當你發(fā)生什么事故的時候可能消防系統(tǒng)就要進行響應。三是從我們電池艙的設計上面要進行溫度有效的控制，還有跟我們電池倉里面自動的安全消防。
第二個，是站區(qū)內部，我們把它劃分成不同的單元，大單元、小單元、中單元，大家可以先從小單元開始，以前的電池艙，可能每個電池艙之間通過3米的道路，我們現在中間是個隔離墻、防火墻，把墻隔開以后把電池艙相當于并起來。二是跟我們中間的PCS，以前的PCS是放在空地上的，是一個PCS艙，現在就把它放到房子里去，因為PCS的運行環(huán)境其實以前是比較差的，放到里面就可以優(yōu)化運行的環(huán)境，同時它也能夠起到隔離的作用。
第三個，是我們一個小分區(qū)，我們一個小分區(qū)大概4萬到5萬的規(guī)模，小分區(qū)里面我們形成一個中單元，這個中單元和其他的大單元之間有道路的隔離，就是這樣一個方式。最后我們發(fā)現用什么，用水消防作為最后一道防線，當正而八經發(fā)生問題以后，這個艙我就放棄了，相當于用移動式的冷卻水系統(tǒng)來實現。
二，更省地。
從幾個角度：
1，從PCS來講，PCS的標準化產品主要幾個規(guī)格，以前我們都用500千瓦的，現在發(fā)現500千瓦和630千瓦，從設備來講都是比較成熟的，價格也差不多，從電網企業(yè)想用的、想要的東西是它的功率，我們希望功率上從500千瓦提高到630千瓦。
2，單艙放多少，有兩個關鍵因素，一個是到底放多少的電池，因為這里面涉及到損失，作為損失多少的范圍，我們覺得一個艙的范圍損失可能三四百萬元，相對兩講是比較可控的。標準艙里面要提高它的能量密度，放多少跟我們電芯的大小規(guī)模都是有關系的，我們最后調研各個廠家發(fā)現，在艙里面放2.2兆瓦時一個標準艙，相對來講艙布局上比較均衡。同時一個標準艙里面放2兆瓦時其實也是給大家提了要求，就是你的電芯大小都是提了要求的。
3，對一些布局，比如說選了大容量的變流器以后，我們希望把變流器并列運行，以前我們鎮(zhèn)江的時候大家可能去看有兩種方式，一種是并列運行的，變流器并列的，還有一種通過分列變壓器，我們想減少變壓器的數量，把變流器都并列起來。
4，在我們升壓變和PCS成排的并列布置，減少面積。
三，更節(jié)能。
我們現在運行的鎮(zhèn)江的儲能電站綜合效率是多少呢？85%，我們也看了一下，從工業(yè)空調、站里面的一些系統(tǒng)，包括設備的一些選型上比較多，我們儲能電池的效率可能是在90%以上，有的90%幾，這個是充放的，其他的其實都損耗到輔助的一些設施上面，所以我們想，要在輔助設施上減少這些電能的損耗，就是在一些設備的選型上都進行了優(yōu)化。
四，更先進。
剛才講到了，就是說要把我們的：
1，電池的電芯容量要適當的擴大，在提高安全的同時減少電池的數量，從布局上也更靈活。
2，在電池模塊成組的時候，以前塊與塊之間是隔的比較緊密的，他是更容易在塊里面發(fā)生連鎖?，F在要留一定的空隙，留這個空隙可以作為消防的一些管道。
3，要對我們的電池健康狀態(tài)進行預警，這個預警技術實際上還要再進行提升。
4，對預制艙要提升性能，以前的預制艙可能拿標準預制艙來就行了，現在的預制艙要進行設計，要考慮到我們儲能電池運行的環(huán)境，要能夠適應它。
關于PCS系統(tǒng)，我們希望并聯，希望用同樣的61850的技術，在監(jiān)控系統(tǒng)的布局上面我們也是考慮兩個，一個就是，以前只有在我們的主站端才會有監(jiān)控系統(tǒng)，現在監(jiān)控系統(tǒng)就地話的布局，維護各方面都會更好。我們對所有的PCS都要求接入源、網、荷系統(tǒng)，作為我電網調控的資源。
計算機監(jiān)控系統(tǒng)技術要求，各方面都提出詳細的要求。
五，更利于運維。
1，電池艙的寬度提升到2米8，把通道的運維寬度到了1米以上，這樣運維更靈活。
2，二次配置的時候一些就地監(jiān)控系統(tǒng)，相當于我電池的靈活監(jiān)控數據上傳，這個上面都會更好做一點。
3，PCS升壓站的匯流站布局在戶內，可保證運行檢修部首天氣影響。
4，低壓側設置一些環(huán)網柜，這樣我運維的時候可以進行切換。
最后，講一下展望。
在電網側去應用的時候我們也發(fā)現，這兩天外部也傳的比較多，敢于儲能設施是否進輸配電價，我們是這么想的，第一，儲能首先要服務于我電網，我們爭取進輸配電價，我覺得這個不管是對社會、對公司、對政府都是比較合適的。從新型儲能技術路線來講，什么是對電網更有益的，包括現在有沒有新型的方式，儲能技術路線。我們現在在儲能應用場景上，更多的是變電站的低壓側、中低壓側來用。未來會不會引申到我配電網的內部，以前也是在配電網內部來用，特別是在中壓某某分段、某某用戶?，F在的應用和以前的應用不一樣，以前優(yōu)化的對象就是配電網本身，如果放到我大電網的電網側，大電網和配電網優(yōu)化起來、聯合起來以后，它在配電網應用的時候可能就發(fā)生了新的方式，或者更多的約束，一方面大電網、一方面在配電網怎么聯合，這就是新的包括微電網的應用場景。
儲能電站在未來怎么發(fā)展或者怎么跟我的電網發(fā)展？我們現在國網公司提出“三型電網”，或者叫做“多端融合”，“多端融合”我自己也有一些設想，多端融合的時候是不是要有儲能電站作為一個功能拓展的方向。在儲能電站拓展的方向上面，這個投資主體是不是還是維持我們以前電網企業(yè)進行投資，我覺得都不一定。我覺得電網側儲能的投資方式包括兩個可能，第一個就是電網公司來主導投資，當然另外一個，電網公司提出方案由各個相關的市場主體來進行相當于投資拓展的一個方向。但是我是覺得，不管什么樣的投資方式，唯一不變的就是說，這個儲能電站最后建完了之后是不是能夠符合電網的需求，就是能夠保證我電網的安全，能夠保證符合我電網發(fā)展的方向，我覺得這個東西是儲能電站未來在用的時候或者在拓展這個功能的時候需要考慮的一些問題。
我的匯報就到這里。謝謝大家！
（本文根據演講錄音整理，未經演講人本人審核）
