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王野:高比例的可再生能源情况下的储能应用

放大字体  缩小字体 时间:2017-12-07  来源:北极星太阳能光伏网   
世纪储能网讯:如何让可再生能源在电力系统中高比例应用?高比例应用可再生能源的路径是什么?各阶段对逆变器的要求不一样。现在无非就是做分布...
如何让可再生能源在电力系统中高比例应用?高比例应用可再生能源的路径是什么?各阶段对逆变器的要求不一样。现在无非就是做分布式+储能变成微网,不同阶段对自动化逆变器完全不一样。
 

 
高比例可再生能源的应用主要分为四个阶段,分布式光伏发展、分布式+储能、多能互补微电网和区域能源管理平台。
 
高比例利用可再生能源,分布式光伏在近两年发展非常快。分布式与电网的关系,可以就近消纳、减少远距离输电造成的损耗。分布式规模小、数量多、地理上分散、不可见、不可调度、管理上难度非常大。即发即卖是刚性的,它对电网是不友好的。有的地方在超发,但原来是有规定的,很多地区提出园区电网交流只有25%,随着集群的联网后对电网的交流只有10%。
 
分布式光伏一定要高比例使用,首先就要加储能,加多少?简单的加储能行不行?加储能有一个重要的问题,就是一直在谈波动性的解决问题。风电和光伏的波动性是实实在在存在的。现在老讲新能源替代传统能源,自己解决波动性是需要传统的原理来解决。需要给你备书,现在你要替代它,高比例的淘汰掉,技术上不进行突破不可能。现在储能的度电成本偏高,怎么降低度电成本非常重要。系统的成本要降低,储能最大的问题是供电成本的降低,怎么提高系统的效益?同样的系统,储能系统做得好的可以达到85%,锂电池做90%,那度电成本差的非常大。很多电池在运行时,出厂运行一段时间以后变化不大,但是它会进行漂浮的。怎么进行在线调整与在线的更换,我们要突破一些技术。上海立项固定成本降到0.5元左右,峰谷电价差0.91元。西藏有纯储能的系统,我们用了部分的铅炭和部分的锂电池,度电成本降到0.45元。但西藏的电力局给的条件非常好,光伏上网电价为1.15元,但西藏光伏有30%,给我们一毛钱或者两毛钱都划算。储能系统如果想盈利,那一定要注意度电成本,怎么提高你的度电成本,是储能系统应用的关键。做到这点市场无限大。昨天和有关的电池厂商讨论,他们认为未来的三年之内电池的成本会降到50%以下。那个时候的度电成本是三毛钱,空间无限大。高比例的使用可再生能源,一定要自己解决波动性的问题,不要指望电厂解决。我们应用分布式的,现在整个电网还是大电网,还是集中式的供电和发电。电力的发展向碎片化发展、复合式发展。现在要注意一个问题,安全性和稳定性。除了储能之外,下一步要解决多能互补和微电网问题。光伏+储能,如果只做这个模式,那一年甚至是不到一年的时间就会出现问题。因为对它没有进行有效的监控,电池是短板效应的,如果电池坏了就会有问题。
 
多能互补系统复杂。能量管理系统解决什么问题?光伏发电、储能、风力发电、燃气发展、电压源、电流源、电力电子变流器、同步发电机。发电功率波动、负荷变化和储能差异。单纯的光伏发电对逆变器的要求是单向的。要做到多能互补对逆变器有更多的要求。2013年在青海做了7.2兆瓦的光伏,28兆瓦时的储能系统。每天两万度电,连续三年供电。当时我们用了一部分的锂电池,一部分铅酸作为储能的备用,光伏没有任何问题连续三年。我们对逆变器的要求有什么,需要多台逆变器的并联运行。当时一台逆变器是500K,我们用了八台逆变器组成了四兆瓦逆变器。我们在青海做了三个项目,四兆瓦的光伏,40兆瓦时的储能。必须要有经济性,没有经济性是不行的。我们准备收购加州的储能项目,那个储能项目本身就是为电网服务的。去了以后发现非常大的问题,PCS五只能允许电池按照0.25C进行储能。当电网要求它做调整时容量不够,除了做电网储能的服务之外,调峰需要电池充放电能力和调频完全不一样。当一个系统需要调频调峰时怎么办,这都是我们需要解决的问题。把这个问题解决后,系统的经济性明显提高。如果系统纯粹进行调峰的话,那回报率全球不到6%。但如果调频降下去以后可以到10%。
 
西藏的系统我们有18台设备同时并联,20兆瓦时。我一直在说可再生能源高比例替代传统能源,进行多能互补。当一个小区多能互补,自己对电网依赖越来越小的时候,依赖只有25%,再降低到10%的时候。这种模式可以大规模推广,而且又有经济性的时候,能源革命替代是自然而然产生的事。
 
可再生能源替代传统能源趋势不可阻挡,我去加州他们该做光伏做光伏,该做储能就做储能。可再生能源替代传统能源,给子孙后代留下蓝天白云,这是大家共同的任务,也是使命。加拿大在关燃气电站,就是用储能进行调频调峰。储能调峰的技术需要解决,利用储能进行调频。现在可以做到一百毫秒一百兆,我们要进行技术突破。
 
可再生能源的大规模应用,现在的技术关键就在储能。储能不是没技术,储能的性价比要提高,怎么提高性价比?智能逆变器要使得多台逆变器并联运行,并联运行中间进行转化。如果不在线进行转化,当你的组合和电源在波动变化时会跟不上。大功率的储能电站怎么进行管控。我们得把一个个的储能利用分布式的储能变成集中的储能,我相信随着技术的突破和光伏电站的设立,特别是锂电池和铅炭电池成本的下降,这是看得见的。
 
今年除了在美国、加拿大、澳大利亚试点之外,我们国内也做了几个项目。北京专门成立部门,现在的资金对它的追求很厉害。短短的两个月谈到有意向的公司投资的基金超过50亿。要把这个技术真正的研究透,研究好。
 
多能互补微电网解决方案——减少荣誉配置、优化投资组合,几个不同的电源组合起来,管理策略和控制策略很重要。混合储能,科学搭配,有的人一谈储能就说要用锂电池和铅炭电池,不是这样的,完全可以与储能混搭起来用。现在在西藏就是混搭的,为什么一定要锂电池呢?系统进行波动时,我们快速的充放电,正常的用铅炭电池就可以。给我四小时充,四小时的放,价格完全不一样,要混合搭配,增强系统弹性,精控储能充放特性。我们说的控制模型需要改变,容错可靠性非常重要,对于运行错误怎么处理?怎样进行在线的改进,这都是我们需要想的,否则系统不会稳定。
 
传统的储能系统也是这样波动的,不适合用传统的模式做。供给侧需要发生很大的变化,微电网很多问题在储能,储能的度电成本0.51元,铅炭电池0.31元。多能互补的核心是能量管理系统,稳定性是分钟级的,经济性是小时,持续的优化周、月、年。刚开始微电网要稳定运行、经济性的运行策略,运行中间要有学习的功能。自动和非自动地调节储能控制策略和控制模式,最终优化运行,根据用户行为和数据库进行优化。
 
区域能源管理平台。任何单机的电网哪怕机组再大,一百万、两百万,系统还是可能会出问题。互联网上单个微网的稳定性也是有缺陷的,所以变成了微网群的控制,你家的屋顶上有微网群,就是隔墙销售和交易。微网群有的会有很多,有的微网群会很少,这时电力交易自动地出现。多个微网群的稳定性肯定比单个微网的稳定性好,而且电力系统大电网的需求逐步下降。如果大电网需要进行25%的能量交换,换取系统稳定。分布式到分布式+微网的控制,我们一步一步地走过来。一定要对电网的依赖越来越少,园区负荷和区域的负荷,只有可再生能源稳定的运行,而且具有经济性才能够把它替代掉。
 
这些对逆变器有很高的要求,虚拟的同步发电机测试,要并网并上去。认证平台有四个模拟网同时公开运行的。系统放在云平台上,只有在技术上取得突破,只有自身发展了市场才是你的,否则市场永远不会是你的。
 
高比例使用可再生能源,储能技术应用以及微网和微网群的应用。需求侧的响应政策导入非常重要,澳大利亚电价五分钟调一次,美国加州15分钟调一次,而且低谷电价和高电价可以到三倍以上。需求侧的响应不是强迫你少用电,人家的电价在波动时你不充放,充放机会会多,盈利会大。现在很多储热的房间,半夜把加热器都开了,白天都关了,自然把负荷就导入。用电价机制控制你。德国当天的电价和平常完全不一样。我国的电价机制是大电网带来的。集中供电发电向分布式的发供电转变不管是新能源还是电网,可再生能源替代传统能源不是市场竞争问题,而是人类生存问题。我们在新能源领域一定要多努力,我相信高比例可再生能源利用肯定能做到。
 
(发言为现场速记整理,未经嘉宾审核)
 
关键词: 储能

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