我國(guó)提出“3060”目標(biāo)和加快構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的要求,給能源行業(yè)從業(yè)者布置了一個(gè)重大且必須完成的課題。這個(gè)課題在技術(shù)和政策等方面都要有比以往更大、更快的突破才能夠?qū)崿F(xiàn)。構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),關(guān)鍵是提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力,平抑新能源的短時(shí)波動(dòng),提高較長(zhǎng)時(shí)段的系統(tǒng)平衡能力。實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)和電力安全保供,
我國(guó)提出“3060”目標(biāo)和加快構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的要求,給能源行業(yè)從業(yè)者布置了一個(gè)重大且必須完成的課題。這個(gè)課題在技術(shù)和政策等方面都要有比以往更大、更快的突破才能夠?qū)崿F(xiàn)。 構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng),關(guān)鍵是提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力,平抑新能源的短時(shí)波動(dòng),提高較長(zhǎng)時(shí)段的系統(tǒng)平衡能力。實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)和電力安全保供,兩者必須兼顧,不可顧此失彼、偏廢其一。 新型儲(chǔ)能是當(dāng)前能夠認(rèn)識(shí)到的、提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力較可行的技術(shù)方案,甘肅開(kāi)展了積極探索。 一、甘肅對(duì)建設(shè)新型儲(chǔ)能的現(xiàn)實(shí)需要 甘肅是我國(guó)重要的新能源基地,風(fēng)能太陽(yáng)能技術(shù)可開(kāi)發(fā)量達(dá)8000萬(wàn)千瓦以上。截至2020年底,甘肅電網(wǎng)裝機(jī)5620萬(wàn)千瓦,其中,水電957萬(wàn)千瓦,占比17%;火電2308萬(wàn)千瓦,占41%;風(fēng)電1373萬(wàn)千瓦,占比25%;光伏981萬(wàn)千瓦,占比17%。新能源裝機(jī)2354萬(wàn)千瓦,占比42%,居全國(guó)第四位。甘肅東西狹長(zhǎng),各市州地理?xiàng)l件、氣候條件、電源結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等差異較大,情況復(fù)雜。新能源資源較好的河西地區(qū),遠(yuǎn)離負(fù)荷中心,使消納難、調(diào)節(jié)難等問(wèn)題更加突出。 2007年,國(guó)家批準(zhǔn)甘肅酒泉建設(shè)千萬(wàn)千瓦級(jí)風(fēng)電基地。以此為起點(diǎn),經(jīng)過(guò)十多年建設(shè),甘肅新能源已經(jīng)超過(guò)火電成為第一大電源。風(fēng)電光伏出力具有隨機(jī)性、波動(dòng)性特征,需要大量配套調(diào)峰電源。由于甘肅熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組占比高、可調(diào)節(jié)水電裝機(jī)容量小,儲(chǔ)能和可參與調(diào)峰的需求側(cè)資源較少,抽水蓄能等建設(shè)進(jìn)展緩慢,因此長(zhǎng)期以來(lái),甘肅缺少靈活性調(diào)節(jié)電源,調(diào)峰資源總體較為稀缺。受調(diào)峰資源不足等影響,甘肅新能源曾經(jīng)出現(xiàn)高比例限電問(wèn)題。 為提高系統(tǒng)調(diào)峰能力,甘肅于2018年4月啟動(dòng)電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng),2020年1月推進(jìn)儲(chǔ)能項(xiàng)目參與調(diào)峰市場(chǎng),同年3月開(kāi)展電力用戶參與調(diào)峰市場(chǎng)試點(diǎn)試運(yùn)行。甘肅有16家發(fā)電企業(yè)的35臺(tái)公網(wǎng)火電機(jī)組完成靈活性改造,占同類火電裝機(jī)容量的73%;其中,火電機(jī)組非供熱期深調(diào)能力達(dá)190萬(wàn)千瓦,是改造前深調(diào)能力的4.6倍。 目前,甘肅新能源出力波動(dòng)在600~800萬(wàn)千瓦之間,省內(nèi)調(diào)峰缺口350~450萬(wàn)千瓦。為實(shí)現(xiàn)“3060”目標(biāo),甘肅省規(guī)劃到2025年新能源裝機(jī)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上翻一番,將超過(guò)5000萬(wàn)千瓦。受火電靈活性改造空間有限、抽水蓄能建設(shè)周期長(zhǎng)等限制,加快推動(dòng)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè),緩解新能源快速發(fā)展帶來(lái)的調(diào)峰壓力,成為現(xiàn)實(shí)需要。 二、國(guó)家試驗(yàn)示范項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)行情況 (一)項(xiàng)目建設(shè)情況 為推動(dòng)電力系統(tǒng)儲(chǔ)能新技術(shù)應(yīng)用,綜合考慮甘肅能源資源條件和電網(wǎng)需求,2018年11月國(guó)家能源局復(fù)函甘肅省發(fā)展改革委同意開(kāi)展網(wǎng)域大規(guī)模電池儲(chǔ)能國(guó)家試驗(yàn)示范工作,按照“統(tǒng)籌規(guī)劃、分期建設(shè)、分布接入、統(tǒng)一調(diào)度”原則組織實(shí)施。此前,國(guó)家能源局還組織開(kāi)展了礬液流和壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)試驗(yàn)示范等工作。 網(wǎng)域大規(guī)模電池儲(chǔ)能國(guó)家試驗(yàn)示范項(xiàng)目規(guī)劃在嘉酒電網(wǎng)建設(shè)182MW/720MWh網(wǎng)域大規(guī)模儲(chǔ)能電站,包括2個(gè)60MW/240MWh電網(wǎng)側(cè)子站、5個(gè)10MW/40MWh電源側(cè)子站和1個(gè)12MW/40MWh用戶側(cè)子站。經(jīng)過(guò)技術(shù)攻關(guān)和試驗(yàn),瓜州60MW/240MWh電站于2020年8月并網(wǎng)調(diào)試(以下簡(jiǎn)稱“試驗(yàn)示范項(xiàng)目”),11月正式歸調(diào)轉(zhuǎn)入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。玉門(mén)60MW/240MWh電站將在瓜州電站經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上完善提高加快建設(shè),計(jì)劃于2021年底前并網(wǎng)投運(yùn)。 (二)項(xiàng)目運(yùn)維情況 試驗(yàn)示范項(xiàng)目技術(shù)創(chuàng)新突破主要集中在PCS、BMS、EMS這三個(gè)核心設(shè)備和控制策略上,在實(shí)現(xiàn)電池儲(chǔ)能規(guī);糯蟮耐瑫r(shí),力求安全性、運(yùn)行效率和調(diào)節(jié)響應(yīng)速度的大幅提高。 在應(yīng)用電芯、組串、均衡等自主技術(shù)提高核心安全性的同時(shí),在消防安全方面,依照GB50116-2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB50370-2005《氣體滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》等要求,電池箱內(nèi)配備了獨(dú)立的消防報(bào)警系統(tǒng)并配備了七氟丙烷柜式自動(dòng)滅火系統(tǒng),電站各區(qū)域均配置了消防器材及滅火器。全站配備一套消防水系統(tǒng),電站中控室配備了場(chǎng)區(qū)集中的消防報(bào)警系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)。 在運(yùn)行方面,根據(jù)試驗(yàn)示范項(xiàng)目的技術(shù)特點(diǎn)和實(shí)際情況編制了運(yùn)行規(guī)程、設(shè)備臺(tái)賬、設(shè)備維護(hù)手冊(cè)等技術(shù)資料,日常運(yùn)行中嚴(yán)格執(zhí)行“兩票三制”。針對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量眾多的實(shí)際情況,重點(diǎn)加強(qiáng)了對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的分析工作,對(duì)設(shè)備異常情況,立即核實(shí)、分析,及時(shí)處理。 在調(diào)控性能方面,試驗(yàn)示范項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了毫秒級(jí)響應(yīng),最大充放電功率60MW,充放電時(shí)間4小時(shí)。電站接收到調(diào)度機(jī)構(gòu)AGC指令后,經(jīng)EMS系統(tǒng)分析、計(jì)算、分發(fā)至儲(chǔ)能變流器,指令的響應(yīng)時(shí)間、轉(zhuǎn)換時(shí)間、調(diào)節(jié)時(shí)間等性能遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)電源。儲(chǔ)能系統(tǒng)變流器及電池廠家提供了專業(yè)檢測(cè)機(jī)構(gòu)出具的測(cè)試報(bào)告,有關(guān)權(quán)威機(jī)構(gòu)也進(jìn)行了實(shí)際檢測(cè)建模。 (三)項(xiàng)目參與市場(chǎng)情況 《甘肅省電力輔助服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)暫行規(guī)則》對(duì)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目參與市場(chǎng)做出明確規(guī)定。主要內(nèi)容:一是經(jīng)市場(chǎng)準(zhǔn)入的電儲(chǔ)能可以參與輔助服務(wù)市場(chǎng)。二是參與電網(wǎng)側(cè)調(diào)峰的電儲(chǔ)能設(shè)施要求充電功率在1萬(wàn)千瓦及以上、持續(xù)充電時(shí)間4小時(shí)以上。三是在新能源場(chǎng)站計(jì)量出口內(nèi)建有儲(chǔ)能設(shè)施的新能源場(chǎng)站稱為儲(chǔ)能新能源,其充電功率在0.5萬(wàn)千瓦及以上、持續(xù)充電時(shí)間2小時(shí)及以上可以與新能源場(chǎng)站作為整體,參與輔助服務(wù)市場(chǎng)。四是非現(xiàn)貨市場(chǎng)運(yùn)行期間,儲(chǔ)能申報(bào)價(jià)格的上限0.5元/千瓦時(shí),現(xiàn)貨市場(chǎng)運(yùn)行期間申報(bào)價(jià)格上限0.3元/千瓦時(shí)。五是對(duì)于配置新型儲(chǔ)能等先進(jìn)技術(shù)的市場(chǎng)主體,在參與深度調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)時(shí)可以優(yōu)先調(diào)用。六是新型儲(chǔ)能項(xiàng)目可以參與調(diào)頻市場(chǎng),報(bào)價(jià)上限暫定為12元/兆瓦。 試驗(yàn)示范項(xiàng)目與多個(gè)風(fēng)電、光伏電站組成虛擬電廠,按照相關(guān)規(guī)則參與甘肅電力輔助服務(wù)市場(chǎng)和電力現(xiàn)貨市場(chǎng),并從中獲取收益。 三、新型儲(chǔ)能發(fā)展遇到的問(wèn)題及建議 大規(guī)模新型儲(chǔ)能電站是一個(gè)全新的事物,在發(fā)展過(guò)程中難免會(huì)遇到一些問(wèn)題,通過(guò)對(duì)試驗(yàn)示范項(xiàng)目的研究,在技術(shù)裝備之外,發(fā)現(xiàn)并完善一些政策、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等方面的問(wèn)題,可以為后續(xù)項(xiàng)目建設(shè)運(yùn)行和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供支持。 一是新型儲(chǔ)能參與市場(chǎng)的身份不明確。按照原電監(jiān)會(huì)《電力業(yè)務(wù)許可證管理規(guī)定》(電監(jiān)會(huì)9號(hào)令)規(guī)定:“在中華人民共和國(guó)境內(nèi)從事電力業(yè)務(wù),應(yīng)當(dāng)按照本規(guī)定取得電力業(yè)務(wù)許可證。除電監(jiān)會(huì)規(guī)定的特殊情況外,任何單位或者個(gè)人未取得電力業(yè)務(wù)許可證,不得從事電力業(yè)務(wù)”。新型儲(chǔ)能從電力流向上看具有電源和用戶的雙重屬性,目前國(guó)家尚沒(méi)有對(duì)此類設(shè)施辦理電力業(yè)務(wù)許可證的具體規(guī)定,在實(shí)際工作中造成既要支持新型儲(chǔ)能發(fā)展又無(wú)章可循的兩難境地。 另外,目前幾十乃至數(shù)百兆瓦時(shí)儲(chǔ)能項(xiàng)目在縣級(jí)主管部門(mén)備案即可,沒(méi)有系統(tǒng)的、高層次的規(guī)劃核準(zhǔn)或備案程序作為前置條件,在實(shí)際工作中極易造成盲目投資等問(wèn)題。 建議政府主管部門(mén)盡快研究出臺(tái)新型儲(chǔ)能項(xiàng)目獲得電力業(yè)務(wù)許可證的管理辦法,為新型儲(chǔ)能項(xiàng)目參與市場(chǎng)創(chuàng)造條件;盡快制定新型儲(chǔ)能發(fā)展規(guī)劃并明確職責(zé),防止造成投資浪費(fèi),促進(jìn)新型儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)有序發(fā)展。 二是新型儲(chǔ)能項(xiàng)目建設(shè)缺乏行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。新型儲(chǔ)能項(xiàng)目分布在電源側(cè)、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)等各類場(chǎng)景,在不同應(yīng)用場(chǎng)景下,對(duì)新型儲(chǔ)能的規(guī)模、技術(shù)、性能要求差別很大。作為新生事物,新型儲(chǔ)能項(xiàng)目在建設(shè)運(yùn)營(yíng)中尚缺乏國(guó)家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),導(dǎo)致安全隱患較大。4月16日,北京儲(chǔ)能電站著火爆炸造成消防人員犧牲的事故對(duì)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展造成了嚴(yán)重打擊。 建議相關(guān)單位在深入分析事故原因的基礎(chǔ)上,盡快開(kāi)展新型儲(chǔ)能相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制訂,避免個(gè)別新型儲(chǔ)能企業(yè)以犧牲安全為代價(jià)壓低成本、造成劣幣驅(qū)逐良幣等情況發(fā)生,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。 三是新型儲(chǔ)能參與市場(chǎng)的機(jī)制不健全。隨著技術(shù)的進(jìn)步,新型儲(chǔ)能設(shè)備、運(yùn)行成本不斷下降,為新型儲(chǔ)能項(xiàng)目靠自身技術(shù)經(jīng)濟(jì)性參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)創(chuàng)造了條件。但同時(shí)也存在不同投產(chǎn)時(shí)間、不同儲(chǔ)能技術(shù)、不同儲(chǔ)能項(xiàng)目之間成本差異較大,在同一市場(chǎng)規(guī)則下難以同臺(tái)競(jìng)技的問(wèn)題,不利于激發(fā)投資儲(chǔ)能項(xiàng)目的積極性。 建議相關(guān)部門(mén)進(jìn)一步研究新型儲(chǔ)能項(xiàng)目參與市場(chǎng)的條件,統(tǒng)籌考慮通過(guò)建立容量市場(chǎng)、重點(diǎn)項(xiàng)目招標(biāo)投資業(yè)主等方式,穩(wěn)定投資預(yù)期,保障投資合理收益,激發(fā)各類資本投資新型儲(chǔ)能的積極性,快速提高系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力,為實(shí)現(xiàn)“3060”目標(biāo)和加快構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)創(chuàng)造有利條件。 |