储能电站关键技术与应用.pptx

2022-9-12 1 储 能 电 站关 键 技 术 与 应 用 目 录CONTENTS 政策与收益模式分 析2 储 能 电 站 设计 关 键 技 术 1 工程案例分 享3 1 储 能 电 站 设计 关 键 技 术 4 储 能 电 站 设计 关 键 技 术 平面布置方案 储 能 电 站的 总 平布置根据 储 能 电 池 类 型、站址条件、 应 用 场 景、建 设 工期等条件确定 。 磷酸 铁锂电 池 储 能 电 站 为 例，一般宜采用 预 制 舱 全 户 外布置 或 半 户 外布置 ，部分 电 站也采用全 户 内布置方 式 。 5 储 能 电 站 设计 关 键 技 术 平面布置方案， 全 户 外布置 。 电 池采用 预 制 舱 形式布置于室外， 储 能 变 流器及升 压 升 压设备 采用 户 外 一 体机形式布置于室外 。 预 制 舱 之 间间 隔 3m作 为 防火 间 隔 ， 并作 为检 修通道 。 6 储 能 电 站 设计 关 键 技 术 平面布置方案， 半 户 外布置 。 电 池采用 预 制 舱 形 式布置于室外， 储 能 变 流器及升 压 升 压设备 布置于室内 。 预 制 舱 采用背靠背 布置，中 间 采用防火 墙 间 隔，防火 墙应 超出 设备 外 轮 廓 1m 。 不同 储 能区域被升 压 楼及 环 形道路隔开 。 综 合楼位于 场 站中心 。 7 储 能 电 站 设计 关 键 技 术 平面布置方 案 12.2.5 锂 离子 电 池 设备 布置宜 分区布置 ， 单层电 池厂房 单 个 电 池室 额 定能量不 宜 超 过 30MWh， 多 层电 池厂房 单 个 电 池室 额 定能量不宜超 过 15MWh。 屋外 电 池 预 制 舱 （柜） 布置分区内 储 能系 统 额 定能量 不 宜超 过 50MWh，相 邻 分区 的 间 距不 应 小 于 10m。当 间 距不 能 满 足 时 ， 应设 置耐 火 极限不 应 低于 4.00h的防 火 墙 ，防火 墙应 超 出 设备 外 轮 廓 1m。 8 储 能 电 站 设计 关 键 技 术  安全 设计 ， 热 失控背 景 介 绍 电 池 热 失控都是由于 电 池的生 热 速率 远 高于散 热 速率，且 热 量大量累 积 而未及 时 散 发 出去所引起的。从本 质 上而言， “ 热 失控 ” 是 一 个能量正反 馈 循 环过 程升高的温度会 导 致系 统变热 ，系 统变热 后温度升高，又反 过 来 让 系 统变 得更 热 。 9 储 能 电 站 设计 关 键 技 术  安全 设计 ， 预 防 为 主，防消 结 合 灭 火 剂 灭 火机理 七氟丙 烷 隔 绝 氧 气 全氟己 酮 隔 绝 氧气、蒸 发 吸 热 细 水 雾 隔 绝 氧气、蒸 发 吸 热 10 储 能 电 站 设计 关 键 技 术 第一 级 第二 级 第三 级 第四 级 第五 级  安全 设计 ，消防技 术 电 池本体安 全 选择 性能良 好 具 备认证产 品， 通 过 G B / T 36276认 证 在 线监 测 电压 、 温度 在 线监 测 烟感 、 温感 、 可燃气体探 测 器 。 热 失控早期 预 警  故障告 警 联动 断开 电 气 连 接  启 动 事故 风 机 气体消 防 气体消防装 置 启 动 后 备 消 防 水消防启 动 ， 舱 体全浸 没 11 储 能 电 站 设计 关 键 技 术  关 键 技 术 ， 电 池一致 性 储 能 电 站 设计 关 键 技 术 闭 式循 环 系 统 ，冷却媒介一般采用 乙二醇水溶液 ， 电 池的 热 量通 过 冷却液 带 出，并通 过换热 器 进 行 换热 。 液冷 电 池 预 制 舱 内最大温差 3℃ 左右，保 证电 芯的一致性水平，液冷系 统 具有 能量密度高、站用 电损 耗 低、 放 电 深度高、 电 池衰减小 等特点 。 储 能 电 站 设计 关 键 技 术 大型 储 能 电 站数据量异常 庞 大，同 时 需 满 足 多个管理 单 元数据 传输 需要。一般采取 分 层 分区的 监 控 结 构，网 络 架构一般采用 冗余配 置，数据 传输满 足多通道数据 传输 要求 。 2 政策及收益模式分 析 体系一 国家能源局 （ http//sdb.nea.gov.cn/） 1、国家能源局区域 监 管 局 华 北能源 监 管局 / 东 北能源 监 管局 /西北能源 监 管局 / 华东 能 源 监 管局 / 华 中能源 监 管局 / 南方能源 监 管 局 2、省 级监 管 办 公 室 山西能源 监 管 办 /山 东 能源 监 管 办 /甘 肃 能源 监 管 办 /新疆 能 源 监 管 办 /浙江能源 监 管 办 / 江 苏 能源 监 管 办 / 福建能源 监 管 办 / 河南能源 监 管 办 /湖南能源 监 管 办 / 四川能源 监 管 办 / 云 南 能源 监 管 办 /贵 州能源 监 管 办 体系二 省 （省 级 能源局 ） 职责 分工 原 国家能源局 与 原国家 电监 会 重新 组 建了国家能 源 局。在 中央 层 面 ，重 组 后的国家能源局 实现 了 政 监合一，原来两个部委人 员 完全融合 。 在 地方 层 面 ，原来各 省 有能源主管部 门 ， 原 来国 家 电监 会在各省 设 有派出机构， 负责电 力行 政 执 法工作。机构重 组 后，地方（省） 层 面两个机 构 并没有融合，基本保持了原来的管理方式 。 省能源局 对 本 省 政府 负责 ，接受国家能源局 业 务 指 导 ，其人 财 物 归 省里管，主要 负责 省里能源 项 目的 规 划、 计 划， 业务 偏宏 观 。能源 监 管 办 为 国 家 能源派出机构，直接 对 国家能源局 负责 ， 其人 财 物 归 国家能源局管，主要 业务 仍 为电 力， 兼 顾 油气 管 网公平开放， 业务 偏微 观 。 政策 发 布机 构 强 制配 储 政 策国家能源局 超 过电 网企 业 保障性并网以外的 规 模初期按照功率 15的挂 钩 比例（ 时长 4 小 时 以上，下同）配建 调 峰能力， 按 照 20以上挂 钩 比例 进 行配建的 优 先并网。配建比例 2022 年后根据情况适 时调 整，每年公布一次 。 江 苏 苏 北 不低于 10， 苏 南 不低于 8， 时长 2小 时 。 青海 不低于新能源 项 目装机量的 10， 储 能 时长 2 小 时 以上。 对储 能配比高、 时间长 的一体化 项 目 给 予 优 先支持。新建、 新 投运水 电 站同步配置新能源和 储 能系 统 ，使新增水 电 与新能源、 储 能容量配比达到 1︰ 2︰ 0.2， 实现 就地平衡 。 陕 西 关中、 陕 北 新增 10 万千瓦（含）以上集中式 风电 、光伏 发电项 目按照不低于装机容量 10配置 储 能 设 施，其中 榆 林 地 区 不低于 20。 山 东 原 则 上按照 不低于 10比例配建或租 赁储 能 设 施， 连续 充 电时间 不低于 2 小 时 。 福建 不低于开 发规 模的 10。 河北 企 业 承 诺 按 项 目申 报 容量 15以上配置 储 能装置的，得 10 分， 储 能配置比例不低于 15按插 值 法得分。 储 能 设 置要求 按 连续储 能 时长 2 小 时 及以上，且 须 与 发电项 目同步投运 。 宁夏 力争到 2025 年全区 储 能 设 施容量不低于新能源装机 规 模的 10、 连续储 能 时长 2 小 时 以上 。 湖南 电 、集中式光伏 发电项 目 应 分 别 按照不低于装机容量 15、 5比例 储 能 时长 2 小 时 配建 储 能 电 站 。 共享 储 能 /独立 储 能国家能源局 新型 储 能 可作 为 独立 储 能 参与 电 力市 场 ； 配建 形式存在的新型 储 能 项 目，可 转为 独立 储 能 项 目 。 鼓励 配建 新型 储 能与所属 电 源 联 合 参与 电 力市 场 。 加快推 动 独立 储 能参与 电 力市 场 配合 电 网 调 峰 ，参与 中 长 期市 场 和 现货 市 场 。 河北 全省 “ 十四五 ” 期 间电 网 侧 独立 储 能 总 体需求 规 模 约 1700 万千瓦，其中冀北 电 网需求 900 万千瓦 ， 河北南网需求 800 万千瓦 。 内蒙古 索推广 独立共享 储 能 模式，独立共享式新型 储 能 电 站 应 集中建 设 ， 电 站功率原 则 上不低于 5 万 千瓦， 时长 不低于 4 小 时 。市 场 化并网消 纳 的新能源 项 目要通 过 自建、合建共享 调 峰 资 源或 购买 服 务 等 市 场 化方式落 实 并网条件，按照 负 荷需求增加并网 规 模 。 河南 容量租 赁 200元 /kwh年 。 山 东 容量租 赁 300元 /kw年 。 容量 补 偿 山 东 参与 电 力 现货 市 场 的 独立 储 能容量 补偿费 用 机 组 月度可用容量 0.0991 元 /kwh 安徽 芜 湖 新建分布式光伏 发电项 目 配套 建 设储 能系 统 ， 项 目投运次月起 对储 能系 统 按 实际 放 电 量 给 予 0.3 元 /kwh 补贴 ，同一 项 目年度最高 补贴 100 万元。 补贴项 目 为 至 2023年 12 月 31 日期 间 投 产 的 项 目 ， 单 个 项 目 补贴 年限 为 5 年 。 共享 储 能案例分 析 统 一建 设 ，新能源 场 站租 赁费 用低于自建， 收 取租金 参与 调 峰等 辅 助服 务 市 场获 取收益 容量 补偿 根据建 设 投 资 、 经营 成本以及租金水平 200元 /kwh年的条件， 计 算共享 储 能 项 目的 资 本金内 部 收益率 为 6.01。 1、 政策依 据 山 东电 力 辅 助服 务 市 场 运 营规则 试 行 2021年修 订 版 征求意 见 稿 （山 东 能源 监 管 办 ） 2、 技 术 条 件 储 能 设 施具 备电 力、 电 量数据分 时计 量与 传输 条件，数据准确性与可靠性 满 足要求，充 电 功率 暂 定 为 不低于 5兆瓦，持 续 充 电 时间 不低于 2小 时 。 3、 辅 助服 务 交易品 种 （ 1） 发电侧 有 偿调 峰 发电侧 有 偿调 峰 辅 助服 务 是指市 场 主体按照 电 网 调 峰需求，通 过 平滑 稳 定地 调 整出力、改 变 运行状 态 等所提供的服 务 。  第三十七 条 参与 辅 助服 务 的 储 能 设 施在日前申 报 次日最大充放 电 功率、可 调 用 时 段（ 调 用持 续时长 不低于 1小 时 ）和交易价格，可根 据 不 同 调 用 时 段申 报 不同交易价格，每日最多可申 报 3个 调 用 时 段。 试 运行初期， 储 能 设 施有 偿调 峰 报 价上限 暂 按 400元 /兆瓦 时执 行 。  第三十八 条 储 能示范 应 用 项 目参与有 偿调 峰交易 时报 量不 报 价，按照 200元 /兆瓦 时给 予 补偿 。  第九十七 条 储 能 设 施 获 得的 补偿费 用根据 储 能 设 施充 电电 量所 对应 的出清价 进 行 统计 ， 计 算公式如下 储 能 设 施有 偿调 峰 补偿费 用＝ 充 电电 量 实际 出清 电 价  第九十九 条 并网火 电 厂、 储 能 设 施、虚 拟电 厂有 偿调 峰 辅 助服 务补偿费 用由火 电 厂、集中式 风电场 、集中式光伏 电 站、核 电 厂、送入 山 东 的跨省区 联络线 、地方公用 电 厂、分布式光伏（ 户 用、扶 贫项 目除外）等共同分 摊 。 山 东 省 辅 助服 务 市 场 3、 辅 助服 务 交易品种 （ 2） 调频 （自 动发电 控制 AGC） 调频 （自 动发电 控制 AGC） 辅 助服 务 是指 发电 机 组 或 储 能 设 施在 规 定的出力 调 整范 围 内，跟踪 电 力 调 度指令，按 照一 定 调节 速率 实时调 整出力，以 满 足 电 力系 统频 率和 联络线 功率控制要求的服 务 。  第五十四 条 参与 调频辅 助服 务 市 场 的机 组 或 储 能 设 施 须满 足下述条件 1.按 并网管理有关 规 程 规 定装 设 AGC装置 ； 2.AGC装置性能指 标满 足 调 度运行管理 规 定相关要求。 电 力 调 度机构按季度 发 布 AGC装置的 调节 速率、 调节 性能 综 合指 标 及 AGC 建 议 投运方式 。  第五十五 条 调频辅 助服 务 市 场 采用 日前申 报 、集中 优 化出清 的方式开展。 电 力 调 度机构 负责 根据 电 网运行情况确定次日 电 网 调 频 辅 助服 务总 需求量，市 场 主体通 过 竞 价方式 提供 调频辅 助服 务 。  第五十六 条 调频辅 助服 务 交易根据日前市 场 出清价格 结 算，市 场 出清价格是指当日中 标调频辅 助服 务 的 AGC装置（机 组 或 储 能 设 施）的最高 报 价。 试 运行初期， 设 置 调频辅 助服 务报 价上、下限，上限 暂 按 8元 /兆瓦 执 行，下限 为 0元 /兆瓦 。  第一百〇四 条 调频辅 助服 务补偿费 用由火 电 厂、 风电场 、光伏 电 站、核 电 厂以及送入山 东 的跨省区 联络线 按当日 发 和受 电 量 比 例 分 摊 。 山 东 省 辅 助服 务 市 场 三、青海 省 1、政策依据 青海省 电 力 辅 助服 务 市 场 运 营规则 （征求意 见 稿）（国家能源局西北 监 管局 ） 2、共享 储 能 调 峰 三、青海 省 2、共享 储 能 调 峰 火力 发电 的 调节 曲 线 火 储联调 案例分析 *调节 反向 *调节 偏差（超 调 /欠 调 ） *调节 延 时 *机 组节 流， 牺 牲机 组 性能 。 *机 组稳 定性差。 Kp值 1.55不等。 里程 浮 动 调 频 里 程 （ MW K值 ） 出清 价 格（元 ） 日 调 频 里 程 （元 ） 年 运 行 天 数 调频 补 偿 收益 / 年（ 万 元 ） 收益 保 底 费 用 （万元 ） 固定 分 担 费 用 （万元 ） 更 换 电 池 费 用 （万元 ） 年运 维 费 （ 万 元 ） 损 耗 电 量（ 万 元 ） 项 目 净 收益 /年 （万元 ） 投 资 回 收 期 （年 ） 10 16214 14 0.5 113498 300 3404.94 120 80 180 80 150 2794.94 2.06 5 15477 14 0.5 108339 300 3250.17 120 80 180 80 150 2640.17 2.18 基准 里 程 14740 14 0.5 103180 300 3095.4 120 80 180 80 150 2485.4 2.32 -5 14003 14 0.5 98021 300 2940.63 120 80 180 80 150 2330.63 2.47 -10 13266 14 0.5 92862 300 2785.86 120 80 180 80 150 2175.86 2.64 调频 里 程 （ MW K值 浮 ） 动 K值 出清 价 格（ 元 日 调频 里） 程（元 ） 年运 行 天 数 调频 补 偿 收 益 /年 （万元 ） 收益 保 底 费 用 （万元 ） 固定 分 担 费 用 （万元 ） 更 换 电 池 费 用 （万元 ） 年运 维 费 （ 万 元 ） 损 耗 电 量（ 万 元 ） 项 目 净 收益 / 年（ 万 元 ） 投 资 回 收 期 （年 ） 14740 20 16.8 0.55 136197.6 300 4085.928 120 80 180 80 150 3475.928 1.66 14740 10 15.4 0.52 118037.92 300 3541.1376 120 80 180 80 150 2931.1376 1.96 14740 基准 k值 14 0.5 103180 300 3095.4 120 80 180 80 150 2485.4 2.32 14740 -10 12.6 0.45 83575.8 300 2507.274 120 80 180 80 150 1897.274 3.03 14740 -20 11.2 0.42 69336.96 300 2080.1088 120 80 180 80 150 1470.1088 3.91 峰谷价差 国家 要求 优 化峰谷 电 价、尖峰 电 价、季 节 性 电 价等分 时电 价机制 ，上年或当年 预计 最大系 统 峰 谷差率超 过 40的地方，峰谷 电 价价差原 则 上不低于 41， 其他地方原 则 上不低于 31。 用 户侧储 能案 例 用 户变压 器低 压侧 建 设储 能 设 施 ； 且用 户侧储 能 不可向 电 网倒送 电 力 、 不能向其它 用 户转 供 ，否 则违 反相关法律法 规 ； 储 能建 设 容量不大于 用 户 最大 负 荷 或最大 负 荷一 定 比例分散建 设 到各用 户专 用 变压 器用 户侧 ； 以 20万千瓦 /60万千瓦 时为 例，运行方式 为 每天 两 充两放 ，谷 时 和平 时 利用 变压 器剩余容量 进 行充 电 、 峰 时 放 电 ， 储 能可通 过 峰谷价差 获 利 ，且 不 额 外 增加 用 户 容量 电费 。 3 工程案例分 享 总 体建 设 目 标 是通 过实 施建 设 “ 四区、四融合 ” ，打造 “ 两枢 纽 、两平台 ” 。通 过 能源站建 设 ，在融合 设 计 、 商 业 模式等方面形成可复制、可推广的 创 新 实 践成果，打造功能多 样 、技 术创 新、模式 创 新的示范 样 本 。 多站融合 储 能 电 站 基于能源 综 合服 务 站的建 设 思路，能源站由 供 电 区、 储 能区、供冷区、数据中心区四大 区 域 构成。同 时 ，采用建筑融合、供 电 融合 、通 信 融合、数据融合四融合 设计 ， 实现 多 站融合 节 地 节 能的 综 合效益 。 多站融合 储 能 电 站