中國能源建設集團江蘇省電力設計院有限公司主任工程 師秦華

　　2019年5月18-20日，中關村儲能產業技術聯盟、中國科學院工程熱物理研究所舉辦“ESIE2019儲能國際峰會暨展覽會”，中國能源建設集團江蘇省電力設計院有限公司主任工程 師秦華在會議上發言。

　　在主題論壇4：“儲能參與與輔助服務市場(現貨市場)價值實現”論壇上，中國能源建設集團江蘇省電力設計院有限公司主任工程師秦華分享了“儲能電站調頻調峰應用與實踐”。

　　以下為發言實錄：

　　中國能源建設集團江蘇省電力設計院有限公司主任工程師秦華：各位同仁下午好，我來自中國能建江蘇電力設計院有限公司，主要介紹我們做過的一個工程，分享設計方面的經驗。

　　江蘇院現在是隸屬于中國能源建設集團，儲能業務也是江蘇院在轉型過程中研判標準和發力的又一熱點。包括我們院總包的一些像中電科技的一些儲能項目，也于前幾年正式投運。

　　介紹的內容分為幾部分：

　　第一，儲能在電力系統中的定位。

　　第二，鎮江東部電網儲能電站技術方案。

　　第三，工程的數據情況。

　　第四，相關建議。

　　一、儲能在電力系統中的定位。

　　大家都知道，儲能現在在發電側、輸配電站和用戶側應用非常廣泛，發電側主要是解決可再生能源接入電網以后對穩定性造成的影響，輸電和配電側主要由于傳統的擴容方式受限于一些資源的限制，資源的限制與負荷的不斷增長之間有些矛盾，所以引入儲能能有效的緩解這些矛盾。用戶側儲能的引入可以提高用戶側分布式儲能的接納能力，保證供電可靠性。

　　二、示范工程的技術方案。

　　項目背景，鎮江有一個比較老一點的電場，諫壁電場， 2018年夏季用電高峰存在著缺口，鎮江東部的電網主要是大綱、鎮江的揚中這些地區供電非常緊迫，為了緩解鎮江地區2018年迎峰度假的壓力，在這個背景下建設一些儲能電站。

　　這張圖介紹一下運營策略，這個片區里面在2018年最高日負荷超過電網的供電能力，第一9點40到11點30，持續時間2小時，最大電力缺口22萬千瓦，電量19.8萬千瓦時。第二個時段下午1點半到三個半，持續時間2小時，最大電力缺口10.8萬千瓦，電量缺口3.6萬千瓦時，第三個階段晚上8點半到10點半，持續時間2小時，電量缺口14.8萬，運營策略主要包括這三個方面，第一個3點到6點，持續時間4小時，第二個時段12：-13：00持續時間1小時，第三個時段，18：00-19：00，持續時間一小時，滿足晚高峰時期的需求。

　　建設規模，8個站，右邊這張圖顯示8個站的地址，33畝的變電站，4個110的變電站和210的，右邊是工程名稱和建設規模，總共加起來101兆瓦，202兆瓦是8個站，主要參與電網的調峰調頻調壓，全部接入到統一部署建設的網源荷儲儲能。主要有儲能電池、電池的管理系統(BMS)、儲能變流器、監控系統、升壓變壓器、SVG，基本功能大家比較了解，就不介紹了。

　　設備情況：電池采用磷酸鐵鋰電池組，生產廠商主要是寧德時代、中天科技、合肥國軒、力信能源，安全可靠性高、能力密度高、充放電速率快、使用壽命長，多個電池串并聯形成一個電池模塊，多個模塊串聯形成電池簇，多個簇并聯形成電池堆，2個電池堆安裝一個艙。

　　工程的特點：一二次設備高度集成，采用標準預制艙體布置形式，實現設計方案模塊化，設備基礎通用化、施工建設標準化、縮短了建設周期、節約建設成本，跟現在變電站的建設模式是一樣的，采用預制艙體的布置形式。

　　智能總控艙、電池艙、PCS升壓艙、匯流艙、SVG艙、倉體數量多，電池倉與PCS升壓艙一一對應，前者有空調，后者有通風，下面是艙體在現場的布置。

　　電氣設計，優化主接線，將進線柜與PCS艙一一對應的型式優化為一拖四，一拖三，多臺PCS升壓變預制艙，右邊是接線圖。

　　SVG：與儲能系統配合，提高儲能站無功調節能力，以IGBT為核心，快速連續提供融性或感性無功。優點：平衡三相電壓、降低損耗，右邊是接線原理圖。

　　監控系統：監控系統是核心部件，實現對儲能站中儲能系統升壓變壓器、SVG等進行信息采集、處理、實施監控、有自動控制、無功電壓控制、與調度通信和運行管理，包括支持遠方和就地模式。右邊是二次的原理圖。

　　分層架構：監控系統主要采用分層的架構，有站控層(監控主機、數據服務器、通風網關機)，間隔層(就地監控裝置、測控裝置等等)

　　源網荷總體策略：按層級切負荷，每個子站分為6個層級，結合不同故障，故障模式有一定的對應關系，有一定的策略在里面。比如說像省外直流故障、晉蘇直流故障東營不同優先級切負荷。

　　儲能策略：執行：儲能系統直接按最大能力滿放。這是上端的策略和中端執行的策略。

　　前面同事也講了AGC、AVC的控制模式。AGC控制模式：調度AGC模塊根據ACE五模塊計算儲能站充放電功能(詳見PPT)。

　　三、工程的參數。

　　這是一個工程的地址，每套2MWh的儲能，日常是8個電池簇構成，每個電池簇由40個電池插箱和1個高壓箱組成，每個電池插箱由兩個6并3串的標準模塊構成，兩個電池簇為6并240串，儲能預制艙每4個電池簇并聯接入一臺500kwPCS。

　　主機線兩個方案：第一單元接先，還有集電環節接線，進行了優化。

　　這是電氣專業的平面布置，入口主要是在站區西側圍墻，圍墻采用實體磚，四周增設隔音設施，總平面布置方案中，所有集裝箱呈整列式整齊排列在道路周邊，整體布置緊湊合理，功能分區清晰明確，站區內道路設置合理流暢。

　　四、建議。

　　針對電網側儲能電站工程特點按照標準化設計、工廠化加工、裝配式建設的標準配送式建設模塊，形成標準化、模塊化、智能化的電網側儲能電站設計方案。

　　建議：建立火災綜合預警系統，把儲能電站里面的煙感、溫感、紅外攝象頭、電池內部溫度控制單元整合一下，在線監測和其他設備的關鍵指標。

　　優化站用電設計，站用電負荷過大增加投資，降低電站供電負荷，影響設備運行工況。儲能電站站用電負荷主要為空調，空調布置和風道設計不合理可能導致電池倉的運行工況惡化并降低PCS的出力，建議優化站用電的設計。

　　還有一些難點和工作重點：

　　1、電網側儲能規劃技術工作。

　　2、鋰電池消防方案。

　　3、電化學儲能電站布置方案。

　　4、大容量儲能電芯研制。

　　5、電池插箱設計。

　　6、電池艙體設計。

　　7、BMS、PCS、監控系統通用規約標準化。

　　8、監控系統功能升級。