作為一種電力系統調節資源,儲能具有靈活的蓄電、供電能力和快速響應能力,適用于新能源功率波動平抑、電能質量提升、調峰調頻等多種應用場景。當前,儲能產業加快發展,但同時仍需降低成本,提高儲能電池安全性,延長使用壽命。
為此,國網浙江省電力有限公司開展面向多場景的儲能精益化配置與精細化調控關鍵技術及應用項目研究,優化儲能配置,分析儲能全壽命周期成本收益情況和壽命,實現儲能健康狀態評估及精細化控制。
提供儲能優化配置方案
儲能成本和儲能容量的配置密切相關。國網浙江電力開發的儲能價值評估與優化配置系統可以讓儲能容量配置更優。該系統可通過儲能項目的基本信息精確定位儲能的應用場景是用戶側、電網側還是電源側,再根據經濟指標,明確儲能項目投資方式及各種經濟參數。
儲能價值評估與優化配置系統還能根據不同需求提供不同功能的組合方式。比如用戶側儲能可以設置削峰填谷、需求側響應、需量管理功能。用戶如果想要降低電費成本,可利用儲能的削峰填谷功能,讓儲能在晚上電費較低的時段充電,在白天電費較高的時段放電。在此基礎上,用戶還可以讓儲能在特定時段參與需求側響應,同時利用需量管理功能,降低最大用電需量,減少電費成本。
除此之外,這一系統可以根據不同需求,提供平抑波動、輔助調峰、輔助調頻、容量備用等多種功能組合。
在儲能場景定位清晰、經濟手段明確、組合功能形成后,系統會給出推薦的儲能電池類型,例如鋰離子電池、鉛炭電池等,用戶可根據實際,修改或更新儲能的技術經濟參數。
在掌握儲能應用場景中的負荷、光伏設備、風機等實際運行情況并錄入所有信息和參數后,系統可開展儲能全壽命周期優化計算,得到更優的儲能安裝功率容量、現金流分析、儲能功能收益及儲能更換信息;分析各類參數對于儲能配置方案的影響,讓用戶了解哪些參數對儲能項目的配置和收益率影響最大。
延長儲能電池使用壽命
儲能不僅要配置好,更要用得好、收益好。儲能電池面臨掉電過快等問題,直接影響儲能項目的收益。國網浙江電力開發的儲能電站智慧能量管理系統可以精細化、智能化管控儲能電池,從而延長儲能電池的使用壽命。
這一系統可以通過狀態自適應在線估計方法判斷儲能電池的狀態。該方法經過多次試驗,誤差均在5%以內。
知道電池狀態后還要了解儲能電池的壽命。每種電池都有最佳的充電軌跡,如果按這條軌跡充電,電池發熱減少,容量衰減就減少了,壽命也增加了。
這條關鍵的軌跡如何獲取?智慧能量管理系統可以通過儲能電池精細化充電控制方法,實時監測儲能電池各種狀態信息,形成動態最優充電曲線。按照這一方法充電,儲能電池能耗比傳統單一充電方式降低4%以上。
儲能電站往往有好幾個集裝箱的儲能電池。每次儲能電站參與輔助調頻時,要一會充電一會放電,容易造成電池老化。這時就需要對儲能電站進行精細化功率分配:先根據剩余容量、健康狀態等對儲能電池進行排序,再依據排序結果分配功率需求給各個儲能電池,狀態好、能力強的先頂上,依次進行功率響應。實際應用效果表明,這樣可減少90%左右的充放電切換次數,延長整個儲能電站的使用壽命。
推進儲能多場景復合應用
面向多場景的儲能精益化配置與精細化調控關鍵技術及應用項目主要應用于電網側儲能電站、用戶側分布式儲能等多類型儲能的系統規劃、復合功能運行、精細化管控和智能化運維。
在電網側,國網浙江電力在浙江長興縣雉城儲能電站應用了項目的智慧能量管理系統,峰谷差最大減少約1.6萬千瓦,滿功率響應調節精度達到98.3%。儲能電站功率指令的精細化分配減少了儲能電站的充放電切換次數,提升了儲能電站的整體使用壽命。
在用戶側,國網浙江電力雙創中心在綜合能源工程示范項目中應用了儲能價值評估與優化配置系統,部署了智慧能源管控系統,取得了良好的應用效果。2019年1月~2021年12月,綜合能源工程示范項目根據實際需求組合儲能功能,累計實現削峰填谷轉移負荷近100萬千瓦時,結合需量管理功能累計獲得收益約79.75萬元,在提高電能質量的同時,最大程度降低供電成本。此外,該項目還優化儲能電池的動作頻率和放電深度,降低儲能電池的動作損耗,實現儲能容量衰減每年延緩2%,延長了儲能電池的使用壽命。
目前,項目成果已在浙江、新疆、湖南、江蘇、山西等地得到推廣應用,保障了儲能高效運行,延長了儲能電池的使用壽命,提升了儲能電站的經濟效益。
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