中国能建PPT：风电场配套储能技术经济研讨

微信扫码，打开到小程序

风电场配套储能技术经济研究及前景分析 中国能源建设集团安徽省电力设计院有限公司 张前雄 2020年7月 1 2 /26 目录 Contents 设计方案 经济分析 前景分析及建议 02 03 04 01 项目背景 3 /26 目录 Contents 设计方案 经济分析 前景分析及建议 02 03 04 01 项目背景 项目背景-可再生能源发展现状 u截至2019年底，全省可再生能源发电装机累计2065万千瓦，约占全省发电总装机的 27.9%；其中，光伏发电1254万千瓦，风电274万千瓦，生物质发电192万千瓦，水电 345万千瓦。 4/26 项目背景-面临的问题 问题1 问题2 问题3 问题4 Ø2019年底，安徽 省可再生能源总装 机达到2065万， 在能源结构占比 27.9%，在光伏出 力最大的春秋季中 午全省最低负荷 2000万左右。 可再生能源装 机比重高 Ø2018年底，全省 风电总建设规模 246万，核准在建 或者未建的风电近 500万千瓦，其中 一半左右的风电集 中在皖北平原。 风电建设短时 过快 Ø皖北负荷小， 电网结构薄弱， 已建成煤电光伏 较多、电网输送 断面已经不足。 皖北电网薄弱 Ø春秋季中午时 段面临消纳问题， 而夏季和冬季局 部时段电力短时 供应不足。 电网消纳和电力 供应问题同在 5/26 6 /26 目录 Contents 设计方案 经济分析 前景分析及建议 02 03 04 01 项目背景 u 华润濉溪孙疃50MW风电场位于安徽省淮北市濉溪县，由华润电力控股有限 公司投资新建，风电场装机容量为50MW，并配套建设10MW/10MWh电化 学储能，是安徽省首个风电+储能项目。 设计方案 7/26 设计方案—总体方案 u 建设规模：设计容量为10MW/10 MWh，由5台2MW/2.0MWh 储能电 池单元和5台2.0MW 逆变升压一体装置 组成，还包括储能电站系统及相应的配 套设施，实现电站能量的存储和回馈并 网。 u 功能定位：储能电站具备调峰、 一次调频、调压、备用等功能。 8/26 电池配置方案为： Ø 电池选型：电池类型选用宁德时代，磷酸铁锂电池，充放电倍率为1C； Ø 单元划分：5套2.0MW/2.0MWh储能电池系统，每套电池系统主要由2台汇流柜 、一台控制柜和12套电池簇组成，集成于集装箱内； Ø 接线方式：每套电池系统由4套电池单元组成，每套电池单元经汇流柜汇流后， 通过电缆接入PCS； Ø 系统组成：电池单元、控制系统、热管理系统、消防系统、供电系统、辅助安防 系统等。 设计方案—储能蓄电池 9/26 u系统功能：PCS系统的功能是将直流转换成交流，并升压至35kV，同时带有隔离 、监控、保护、通讯等功能。 u设备选型：单台储能变流器功率为500kW，选用干式变压器，变流器与变压器之 间采用铜排连接，进出线回路采用断路器。 设计方案—储能PCS 10/26 设计方案—总平面布置 PCS集装箱和电池集装箱 共10座，布置在风电场升 压站预留场地，采用2行5 列布置方式。 11/26 设计方案—储能监控EMS系统 u储能站监控系统根据系统的要 求和储能电站的运行方式，对储 能电站的实时自动监控和调节。 主要功能有： Ø能量管理功能 Ø功率控制功能 Ø监视功能 Ø数据库的管理 12/26 u基础型式：集装箱电池舱基础采用钢筋混凝土条形基础。基础上部预埋 钢构件，用于与集装箱底座连接。 u检修通道：集装箱底部设有检修坑，两侧安装电缆支架作为电缆通道。 设计方案—基础设计 13/26 u消防型式选择：采用管网式全自动七氟丙烷灭火系统、消防预警系统。 u消防系统组成：消防系统由火灾探测器、控制器、可燃气体检测、储存瓶组、 管网、喷头、泄压阀、声光报警、气体喷洒指示灯、紧急启停按钮、手动自动开 关等组成。 设计方案—储能电站消防 14/26 设计方案—设计要点 01 03 储能电站容量的确定 与风电场的关系 一次调频的逻辑 02 设计要点 15/26 设计方案—储能电站容量的选择 p功率选择 Ø安徽电网调峰压力紧张时段出 现在春秋季中午，安徽院根据本 风电场已有测风数据、风机参数 及布置等，计算风电场全年不同 季节不同时段的出力，算出本风 电场春秋季节中午时段平均出力 为8.9MW。根据安徽省电网公司 提供的数据，安徽省风电场春秋 季中午时段的平均出力约20%。 p容量选择 Ø根据安徽省新能源消纳分析模 型显示春秋季节中午调峰压力紧 张持续时间约1小时，因此最终 确 定 风 电 场 配 套 储 能 容 量 为 10MW/10MWh。 16/26 u功能定位：储能是风电场的一部分，是为了更好地确保风电场所发电量顺利消纳 ，成为电网的友好电源，因此站在系统角度，风电场和储能是一个整体。 u调度关系：电网调度部门对风电+储能整个场站下发AGC总指令，风机与储能的 负荷指令由场内通过二次协调控制； 设计方案—与风电场的关系 17/26 设计方案—一次调频逻辑 Ø一次调频系统与风电场升压 站AGC处于并行状态。当系 统频率没有越限，AGC正常 工作状态，一次调频系统不 动作。 正常状态 一次调频 动作时 一次调频 结束时 Ø当频率越限时，一次调 频系统自动起动，并闭锁 AGC装置调节储能部分 的功能。 Ø频率恢复正常时，一次调频 系统退出运行，由AGC控制 储能电站的运行状态。 18/26 19 /26 目录 Contents 设计方案 经济分析 前景分析及建议 02 03 04 01 项目背景 u本项目定位为风电场配套储能，储能的加入可以使得新能源成为电网 友好型的优质电源，同时帮助新能源实现多种价值，包括满足电网硬性 要求、平滑出力曲线、提供辅助服务等。 经济分析-收益方式多样 20/26 21/26 经济分析-收益一般 Ø平滑出力需要的储 能容量小，即使弃电 也是局部时段。 Ø电网辅助服务使用 频率低。 使用率较低 收益低 企业被动投资 Ø平滑出力弥补的电 网考核损失费用少。 Ø电网辅助服务带来 的收益少。 Ø被迫增加项目投资。 Ø部分企业选择配置 低的廉价产品。 Ø不利于行业健康发 展 22 /26 目录 Contents 设计方案 经济分析 前景分析及建议 02 03 04 01 项目背景 23/26 前景分析及建议-储能是新能源继续发展的必然选择 Ø进入“十四五”，继续 发展风电光伏为代表的可 再生能源是能源结构转型 的必然选择。 风电和光伏 快速增长 网源不协调 矛盾加剧 储能是最好 的解决方案 Ø新能源渗透率持续提 升，网源更加难以协调， 急需电网灵活性资源。 Ø储能作为优质的灵活性 资源，大大提高新能源的 电网适应性。 前景分析及建议 24/26 前景分析及建议 01 模式成熟 Ø新能源+储能在 还处于起步阶段， 需要大量项目积 累，形成一种成 熟并被社会广泛 认可的运行模式。 02 成本下降 03 政策支持 Ø随着产业规模的 扩大，将带动储 能行业技术升级， 具有一定的成本 下降空间。 Ø出台政策保护 和培育发正在展 中的储能行业， 保证行业持续稳 定健康发展。 25/26 04 创新发展 Ø赋予储能更多的 功能和运营模式， 通过灵活的市场 化机制实现储能 的成本回收。 汇报完毕，谢谢大家！