鋰電服務能源保供 市場交易多方共贏

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　　近年來，新型儲能技術的重要代表——鋰電儲能顯現(xiàn)出良好的產(chǎn)業(yè)前景。在山東棗莊，作為國內(nèi)技術領先的集中共享式電化學儲能調(diào)峰項目，華電滕州儲能項目實現(xiàn)應急啟動和頂峰發(fā)電，為保障區(qū)域電網(wǎng)穩(wěn)定作出貢獻。

　　截至去年底，華電滕州儲能項目累計充電6200萬千瓦時，放電5000萬千瓦時。

圖①：華電滕州儲能項目。劉忠霖攝(人民視覺)圖②：鋰離子電池儲能艙圖示。漢 青制圖(星球研究所)

　　電力富余時充電，電力不足時放電，一個大號“充電寶”，能有效緩解電力系統(tǒng)的壓力。近年來，山東省棗莊市布局鋰電產(chǎn)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈，作為新型儲能技術的重要代表，鋰電儲能顯現(xiàn)出良好的產(chǎn)業(yè)前景。

　　作為國內(nèi)技術領先的集中共享式電化學儲能調(diào)峰項目，位于棗莊的華電滕州儲能項目于2021年12月30日開始滿功率運行。截至2022年12月底，項目累計充電6200萬千瓦時，放電5000萬千瓦時，在北京冬奧會、冬殘奧會，夏季用電高峰和迎峰度冬期間，實現(xiàn)應急啟動和頂峰發(fā)電，充分發(fā)揮了能源保供作用。記者近日來到滕州，實地探訪電化學儲能在當?shù)氐陌l(fā)展情況。

　　充放一體，鋰電池成“充電寶”

　　走進華電滕州新源熱電有限公司(以下簡稱“新源熱電”)廠區(qū)，穿過建筑林立的火電發(fā)電區(qū)，拐進東側(cè)鐵柵欄圍成的小院，便是華電滕州儲能項目，100多個白色集裝箱室在此整齊列陣。

　　“這是我們項目的儲能電站，包含了80個電池艙和40個變流升壓艙組成的磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)，以及1兆瓦/2兆瓦時的全釩液流電池儲能系統(tǒng)，整個電站功率為101兆瓦，總?cè)萘繛?02兆瓦時。”新源熱電生產(chǎn)技術部電氣專業(yè)工程師劉柱說著，指了指旁邊一棟二層小樓，“那是配電樓，里面有儲能電站的‘大腦’——能量管理系統(tǒng)，它發(fā)出指令，電站才能運行。”

　　電站與電網(wǎng)相連，但是由于電網(wǎng)流動的是交流電且電壓較高，儲能電站電池艙內(nèi)則是直流電，因此充放電時必須進行轉(zhuǎn)換。充電時，電網(wǎng)110千伏的電首先經(jīng)過一臺高壓變壓器降壓后，進入配電樓內(nèi)的35千伏母線，才能進入艙體。

　　走到一個白色集裝箱前，運行部電氣專業(yè)工程師陳琳打開變流升壓艙門，正對著一扇小窗，里面是一臺變壓器，過道兩側(cè)各有兩臺雙向變流器。“35千伏的電在此還要再進行一次變壓，降為400伏，電經(jīng)過前后兩級變壓，隨后流入雙向變流器，從交流電轉(zhuǎn)換為直流電，類似于手機充電時的‘充電器’。”

　　在此集裝箱兩側(cè)，各有一個電池艙。進入狹窄的艙內(nèi)，左右兩側(cè)密布著電池組，“這相當于每個電池艙有兩塊‘充電寶’，共計2940個電池芯。”陳琳說，轉(zhuǎn)換完成的電通過4臺變流器繼續(xù)流入電池艙，就可以開始充電了，一個變流升壓艙可以帶動兩個電池艙。放電的過程則相反。

　　“鋰電池過充和過放都會存在安全隱患，為了避免此現(xiàn)象發(fā)生，每個電池艙安裝了210個電池管理系統(tǒng)，類似于傳感器，可以實時監(jiān)測每個電池芯的狀態(tài)。”劉柱說。為保障鋰電池安全運行、控制溫度在35攝氏度以下，劉柱還帶領團隊研發(fā)了儲能電池艙空調(diào)自動控制系統(tǒng)，可以實時感知艙內(nèi)溫度并自動調(diào)節(jié)，讓鋰電池在夏季也可以滿功率運行。

　　參與調(diào)峰，促進電力系統(tǒng)清潔穩(wěn)定

　　走進配電樓控制室，LED顯示屏上正展示著能源管理系統(tǒng)，儲能電站的所有子系統(tǒng)和電池艙、變壓器、空調(diào)、消防等各類數(shù)據(jù)匯聚于此，可以隨時調(diào)取查看。

　　“儲能電站每天充放電時間不完全相同，我們要根據(jù)各種數(shù)據(jù)預測次日充放電曲線，并報送給國家電網(wǎng)山東省調(diào)度中心，由中心統(tǒng)一安排。”劉柱說。

　　今年1月21日18時，儲能電站準時啟動，對“充電寶”實行放電，控制室內(nèi)屏幕上，每塊電池電量數(shù)字不停跳動。“正常情況下，儲能電站每天充電兩小時左右，一次可充22萬千瓦時電量，放電18萬千瓦時。參與調(diào)峰時，兩三秒就能滿負荷運行，類似于汽車起步，可以快速響應。”劉柱說。

　　據(jù)了解，山東新能源裝機規(guī)模較大，目前滕州用于發(fā)電的新能源主要是風電和光伏，尤以光伏居多。“風力、光伏發(fā)電的季節(jié)性波動比較強，對儲能要求更高，需要建立儲能電站提升新能源消納能力，否則可能會產(chǎn)生棄風棄光的現(xiàn)象，造成資源浪費。”滕州市能源事務中心副主任王延磊說。

　　“比如，2022年迎峰度夏期間(6月至9月)，為保障電力正常運行，我們累計充電2095萬千瓦時，放電1798萬千瓦時。”劉柱介紹，除了穩(wěn)定新能源發(fā)電帶來的電網(wǎng)負荷外，電化學儲能對常規(guī)火電也是重要輔助，既能保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，還能減少碳排放。“按照現(xiàn)在儲能電站的儲能能力，每年可以增加消納新能源電量1億千瓦時，壓減煤炭消費約3.1萬噸，減排二氧化碳8.9萬噸。”

　　積極探索，參與現(xiàn)貨電力交易

　　每天，新源熱電營銷調(diào)度部專業(yè)工程師龔學仲的一項重要工作就是盯著電力市場價格，通過充放電價差獲得收益。

　　“今年開始，山東對新型儲能實行市場化運作，并入山東電力現(xiàn)貨交易平臺運行，平臺上面可以在線查詢電網(wǎng)實時運行數(shù)據(jù)、負荷預測情況、電力用戶用電歷史負荷曲線等關鍵信息。”龔學仲說，2022年3月1日，華電滕州儲能項目正式參與電力現(xiàn)貨交易，成為全國首批參與現(xiàn)貨交易的儲能項目。

　　在交易平臺上，電力現(xiàn)貨出清價格每15分鐘變動一次，按小時結(jié)算。龔學仲和另一名同事要預測次日電站充放電曲線。“我們一般要提前看三天到一周的天氣預報，總結(jié)統(tǒng)計規(guī)律，關注實時電價。”龔學仲說，電網(wǎng)電力富余時，電價很便宜，放電價格則每千瓦時電能夠達到五六毛錢。

　　龔學仲介紹，目前華電滕州儲能項目的營收渠道除電力現(xiàn)貨交易外，還包括容量補償和容量租賃。“政府設計了容量成本回收機制。”龔學仲說，電力現(xiàn)貨交易平臺對參與現(xiàn)貨市場的發(fā)電主體進行可用容量成本補償，費用從用戶側(cè)按照每千瓦時電9分9收取，此前主要是對參與現(xiàn)貨交易的火電和新能源企業(yè)進行補償，為推動新型儲能市場化發(fā)展，山東將首批參與電力現(xiàn)貨交易的儲能電站按月度可用容量給予適當容量補償費用。

　　可用容量如何計算?2022年6月，山東發(fā)文要求根據(jù)儲能電站核定充電容量和備用狀態(tài)下的小時數(shù)進行計算，目前按照儲能電站裝機容量的1/6進行補償。

　　除此之外，華電滕州儲能項目還對容量租賃進行了探索。相較分布式儲能電站，華電滕州儲能項目的集中式優(yōu)勢突出。“按照規(guī)定，建設新能源場站必須配備一定容量的儲能電站，但是這種分布式儲能電站質(zhì)量參差不齊，管理難度大，不受調(diào)度中心指揮，電力調(diào)節(jié)作用弱。”王延磊說，有了集中式儲能電站，新能源場站可以從電站租賃容量指標，無需自行建設，通過共享實現(xiàn)多方共贏。

　　現(xiàn)在，華電滕州儲能項目全部容量實現(xiàn)了短期集中共享。據(jù)了解，山東省儲能電站容量租賃市場前景廣闊，華電滕州儲能項目租賃企業(yè)主要為中國華電集團有限公司內(nèi)部5家企業(yè)，滿租后可達預期收益。

　　“從目前運行情況看，儲能電站全年大約可以充放350次，首年參與現(xiàn)貨市場便達到收支平衡，今年山東省容量補償電價執(zhí)行分時峰谷系數(shù)，將進一步擴大儲能電站現(xiàn)貨收益。”龔學仲表示。（記者王沛）