新型储能电站及其运作

守望自然 2024-08-27 12:51:00

理想的电力系统,需要随时处于动态平衡状态,高效、节能地实现“充、储、放”功能。近年来,我国大力发展清洁能源,风电、光伏等新能源发电装机量快速提升。截至6月底,我国新能源发电装机规模首次超过煤电;尤其在南方区域,新能源增长迅速,装机总量达1.58亿千瓦,成为南方电网第一大电源。

但是受气候、季节等自然因素影响,新能源发电往往要“看天吃饭”,随机性、间歇性、波动性明显,难以稳定可靠地持续供电。要大规模消纳并网,就需要建设储能电站进行调配。新型储能电站作为调节电力负荷的大型“充电宝”,可在用电低谷时利用风能、太阳能等清洁能源进行“充电”,在用电高峰时将储存的“绿电”稳定可靠地输送到千家万户,实现“毫秒级”响应电力系统调节需求。

在广州佛山之间、北江之畔,约5.5个标准足球场大小的场地内,一排排浅灰色的电池舱组成装机规模300兆瓦/600兆瓦时的新型储能电站,宛如一个超级“充电宝”,源源不断地为城市运行输送稳定电能。由88套可独立接受调度的磷酸铁锂储能系统组成的宝塘电网侧独立电池储能站,犹如一个个大小不等的集装箱,分区域整齐排列。投运以来,发挥“削峰填谷”作用,储、放电量均已超过1亿千瓦时。这是粤港澳大湾区最大规模新型储能电站,预计每年可向大湾区输送4.3亿千瓦时清洁电能,减少二氧化碳排放30万吨。

新型储能电站选址灵活、建设周期短、反应速度快,可以精确匹配区域电网负荷需要,帮助清洁能源大规模、高比例接入电网。相比于代表传统储能方式的抽水蓄能电站,包括新型锂电池、压缩空气、飞轮、重力储能等技术路线在内的新型储能电站发展更快,截至今年上半年,全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达4444万千瓦/9906万千瓦时,约为两个三峡水电站的装机容量。其中,已投运锂离子电池储能占比97%。

站上“风口”的新型储能产业,在安全、质量、效能等方面仍存在一些共性技术难题。比如,一条锂电池储能路线的性能好坏,与热管理、结构连接等多个因素有关,在业内尚无统一衡量标准。如何才能选出最为高效可靠的路线?聚焦热管理、结构连接、电池性能等三大主要技术领域,宝塘储能站搭配组合出9种差异化的磷酸铁锂电池储能技术路线,装机规模从5兆瓦到75兆瓦不等,相当于把9座不同技术特点的中型储能站聚到一起比优劣。

储能站的核心设备是电池,尽可能保持电池性能一致性、优化电池控制方式是关键难题。电芯是储能站的最小单元,每26个电芯组成一个电池包,16个电池包组成一个电池簇,多个电池簇再构成电池舱。整个系统,像搭积木一样,从小到大,层层镶套。为了实现精准管理和运营维护,对全站210多万个电芯的电压、温度、容量等数据进行实时监测,一旦出现异常,系统会立即报警。一个电池芯出问题,再不用像以前那样更换整个电池簇。

摘编自“坐落于约五个半标准足球场大小的场地内——新型储能电站如何调节电力“,原载《人民日报》。

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