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 1.5~5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 4:1， 其他地方原 则 上不低于 3:1。 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