在新能源领域,中国已经成为太阳能和风电强国。如今有一种强关联的技术,被认为是能源转型的关键所在,这就是新型储能。接下来ES Show 华南电子展小编就来聊一聊新型储能。
ES Show 华南电子展浅谈新型储能应用场景及功能定位
新型储能广泛应用于电力系统中电源侧、电网侧和用户侧的不同场景,具有促进新能源大规模开发消纳、支撑电网安全稳定运行、保障用户灵活高效用能等功能,有效促进电力系统源网荷融合互动。
01.促进新能源大规模开发消纳
(一)促进新能源本地消纳
光伏、风电等新能源发电具有波动性和间歇性特点,发电量在不同时间随着光照、风力强度变化。此特点导致新能源发电量和用电侧所需电量不匹配。通过在风电、光伏电站配置储能,基于对电站出力预测和储能充放电调度,可对可再生能源发电进行平滑控制,减少瞬时功率变化,减少对电网的冲击。当用电负荷较低,新能源发电过剩时,储能电站能及时储存多发的电量,减少弃风、弃光率,并在用电负荷高位时,将储存的电量并网,减少新能源弃电、保障新能源高效消纳利用,提升新能源并网友好性和容量支撑能力。
(二)支撑大规模新能源外送
对于沙戈荒大型新能源基地,常规电源建设规模有限,通过合理配置新型储能,提升外送通道利用率和通道可再生能源电量占比,支撑大规模新能源外送。对于大规模海上风电基地,考虑海上风电汇集输电通道的容量需求,配储可以提升海上风电消纳利用水平和容量支撑能力。
02.支撑电网安全稳定运行
(一)提升电网调节能力
一是提升调峰能力。一方面,削峰填谷,跟踪系统负荷的峰谷变化及可再生能源出力变化,在负荷低谷期利用富余的电力对储能电池充电,在用电负荷高峰时段将存储的电量释放,从而实现电力生产和消纳之间的平衡。二是提升调频能力。我国电网的频率为50Hz,允许偏差为±0.2Hz,从而维持电网稳定运行。实际运行中,当电网输出有功功率小于负荷需求有功时,系统频率会下降,反之则会上升。在传统能源结构中,电网短时间内的能量不平衡是由传统机组(在我国主要是火电和水电)通过响应AGC信号来进行调节的。但传统能源(特别是火电)由于调频速度慢,在响应电网调度指令时具有滞后性,有时会出现反向调节之类的错误动作,因此不能满足新增的需求。储能系统调频具备更高的精确性,其输出功率与AGC(电力自动发电控制)指令匹配度高,调频效果更好。火电厂配套调频储能,其调频能力可显著提高。
(二)提供备用
一是提供负荷备用。考虑到尖峰负荷,煤电机组需要留出一定的发电容量作为相应尖峰负荷的能力(一般为最大负荷的2-5%),这使得火电机组无法达到满发状态,影响机组运行的经济性,利用储能替代煤电,从而提高火电机组的利用率,增加其经济性。二是提供事故备用。针对突发情况或偶然事故时为保障电能质量和系统安全稳定运行而预留的有功功率储备,一般备用容量需要在系统正常电力供应容量15-20%,且最小值应等于系统中单机装机容量最大的机组容量。储能可以承担备用容量中的负荷备用及旋转事故热备用,当系统发生事故时,备用储能带工作位置,工作位置排在顶峰储能之后,等待冷备用机组启动承担旋转备用。
(三)提高电网运行的稳定水平
新型储能除具备调频、调压、备用等功能外,新型储能还有爬坡、黑启动等功能,在负荷密集接入、大规模新能源汇集、大容量直流馈入、调峰调频困难和电压支撑能力不足的关键电网节点合理布局新型储能,可以提升系统抵御突发事件和故障后恢复能力,提高电网运行的稳定水平。
(四)缓解输配电阻塞
线路阻塞是指用电负荷超过线路容量,将储能系统安装在线路上游分流,当发生线路阻塞时可以将无法输送的电能储存到储能设备中,等到用电负荷小于线路容量时,储能系统再向线路放电。
(五)延缓输配电设备投资
在负荷接近或短时超过设备容量的输配电系统内、临时性负荷增加地区、阶段性供电可靠性需求提高等地区,如果一年内大部分时间可以满足负荷供应,只在部分高峰特定时段会出现自身容量低于负荷的情况时,可以利用储能系统通过较小的装机容量有效提高电网的输配电能力,延缓输配电设备的升级与增容,在满足用户需求的同时,降低电网基础设施综合建设成本。
03.保障用户灵活高效用电
(一)降低用电成本
一是进行峰谷差套利。在实施峰谷电价的电力市场中,通过低电价时给储能系统充电,高电价时储能系统放电,实现峰谷电价差套利。二是降低容量费用。我国对供电部门大工业企业实行两部制电价:电量电价指的是按照实际发生的交易电量计费的电价,容量电价则主要取决于用户用电功率的最高值。容量费用管理是指在不影响正常生产的情况下,通过降低最高用电功率,从而降低容量费用。用户可以利用储能系统在用电低谷时储能,在高峰时负荷放电,从而降低整体负荷,达到降低容量费用的目的。
(二)提供需求侧响应能力
利用双向互动智能充放电技术参与电力市场调节,响应电网调节需求,提升需求侧响应能力和智能高效用电水平。
(三)应急备用
将新型储能作为应急备用电源,应对严重自然灾害等可能引发电网大面积停电事故风险,在极端条件下保证稳定、不间断供电,避免了故障修复过程中的电能中断,提升政府、医院、数据中心等重要负荷中心的应急保障能力。
(四)提高电能质量
由于存在电力系统操作负荷性质多变,设备负载非线性等问题,用户获得的电能存在电压、电流变化或者频率偏差等问题,此时电能的质量较差。针对工业、通信、金融、互联网等用电量大且对供电可靠性、电能质量要求高的电力用户,储能系统可以进行平滑电压、频率波动,解决电压升高、骤降、闪变等问题。
(五)提高户用光伏电力自发自用水平
因海外高昂的电价以及较差的供电稳定性,从而拉动户用光伏装机需求。考虑到光伏在白天发电,而用户一般在夜间负荷较高,通过配置储能可以更好地利用光伏电力,提高自发自用水平,同时降低用电成本。
电化学储能是当前新型储能领域的龙头。越来越多新型储能技术正在从赛道“边缘”走向舞台中央,迈入产业化前夜。据统计,2025年新型储能产业规模有望突破万亿大关,到2030年预计接近3万亿元。2022年至今有30家左右非能源领域企业做储能,甚至食品、房地产企业也在加入。
抽水储能占比高和本身的储能有关,但投资大,受到地形地貌影响,冬天北方水容易结冰,受地区气候影响。电化学储能应运而生,能量密度高,用电池储能,分布式的应用场景也体现了电化学储能优势。
随着新能源占比高,有额外调节能力的需求,新型储能无论作为补充还是作为未来的一个增长点,就是增加电力系统的调节资源,是刚需,新型储能发展是必然。
随着新能源发电并网的间歇性和波动性这种不足的出现,目前包括锂电池在内的新型储能优势相对比较明显。第一,产品安全可靠性得到验证。第二,产业链的成熟度也是目前在所有路线中最完整的。
新型储能建设速度快,分布式布置非常自由,无论家庭还是电网,沙漠还是高山都可以。储能效率能到90%多。今天新型储能和光伏结合,在相当一部分地区已经可以和火电竞争了。
那么,现在是新型储能发展好时期吗?ES Show 华南电子展小编认为“是”!
新型储能的发展是国家战略推动的结果,新型电力系统是构建新型能源体系的中心环节,而储能又是构建新型电力系统的关键。我们需要新型储能发挥规模化作用,不管在电源侧、电网侧还是用户侧,新型储能都有丰富的应用场景。ES Show 华南电子展小编觉得,这必然会推动新型储能的规模化发展。
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