电网侧规模化电化学储能应用关键技术及工程示范
储能是新一代能源系统的重要组成部分。随着电化学储能技术性能持续提升、成本快速下降,规模化应用前景广阔。然而,电化学储能在电网侧规模化应用仍亟待突破部分关键技术。一是规划方面,目前缺少针对电网侧储能多种应用功能的选址定容方法。二是设计方面,现有储能安全防护设计体系薄弱,缺少电站级的储能集成优化设计技术。三是设备方面,现有储能关键设备多应用于动力和新能源领域,缺少适应电网侧规模化应用的模块化并联与快速响应控制技术。四是运行方面,现有储能电站未直接接入调度管辖,储能集中聚合调度控制技术在国内外仍处于空白。 项目立足破解电网侧规模化储能应用技术瓶颈、提升电网灵活运行水平的现实需求,在电网侧规模化储能优化规划、安全防护、关键涉网设备性能提升、聚合调控等关键技术方面取得技术突破。首创统筹不同时间尺度和多重应用效益的电网侧储能规划及效益评估方法,实现对含百兆瓦级储能系统的建模分析及稳定性、灵活性、经济性、可靠性评估,解决了电网侧规模化储能的选址定容规划难题。建立储能系统电池舱、防火分区、水消防系统的防消结合三级防护体系,实现电池管理系统与消防系统的有机联动及储能电站消防隔离设计,革新了储能电站安全防护设计技术。提出适于电网侧应用的基于自适应无迹卡尔曼滤波法的 SOC 估计方法及大容量储能变流器多级并联优化提升方法,有效提升设备控制的响应水平。首创基于电网断面与储能电池荷电在线状态的储能电站站间功率优化分配方法,实现电网侧储能聚合调控及快速精准控制,经现场实测 AGC 调节时间最快 1.62 秒、参与紧急功率控制的整体响应时间小于 350 毫秒。 项目授权发明专利 12 项,授权实用新型专利 10 项;发表论文 20 篇,其中 SCI 检索 8 篇;取得软件著作权 4 项;发布国家标准 1 项、行业标准 2 项、国家电网有限公司企业标准 3 项;编写专著 1 本。由中国工程院院士周孝信等组成的鉴定委员会认为,项目研究成果整体达到国际领先水平。项目整体应用于镇江电网侧储能项目及江苏第二批电网侧储能项目(10 座储能电站,合计40 万千瓦),镇江储能项目是目前全球容量最大的电网侧储能项目,构成了全球首套毫秒级响应的“源网荷储”系统,此外部分关键技术应用于无锡、长沙、顺德等地的储能项目,具有较高的普适性和广阔应用前景。