蓬莱电厂用上四种“充电宝”

本刊记者(jìzhě) 孙庭阳 | 山东报道 6月12日，国家能源集团山东(shāndōng)蓬莱公司10.1 万千瓦(wànqiānwǎ)/20.5万千瓦时（功率 10.1 万千瓦，容量20.5 万千瓦时）复合储能电站(diànzhàn)项目(xiàngmù)（下称“蓬莱复合储能电站”）通过验收。建设者欢呼雀跃。 蓬莱复合储能电站是国内首个集成4种新型储能技术的复合型智慧(zhìhuì)储能示范(shìfàn)项目，要(yào)协同发挥4种储能技术最大效力，为储能行业做出示范。 约3个月前，蓬莱复合储能电站一次并网成功。从那时起，该(gāi)项目开始试运行，如今(rújīn)终于正式商用。 近期，本刊(běnkān)记者一行走进蓬莱复合(fùhé)储能电站，了解这一项目的最新进展。 国能集团蓬莱复合(fùhé)储能电站 “储能电站立项之初，目的是消纳山东新能源(xīnnéngyuán)电力波动。现在看来，恰好契合了电力市场发展态势。”国家(guójiā)能源蓬莱发电有限公司（下称(xiàchēng)“蓬莱发电”）副总经理王军海介绍。 作为排名靠前的经济大省，山东省的电力供应端和用户端(yònghùduān)有着“甜蜜的烦恼”。2024年10月(yuè)，山东省新能源发电装机规模历史性超过(chāoguò)煤电；今年5月，山东省新能源和可再生能源(zàishēngnéngyuán)装机占比超过51%。新能源发电有随机性、波动性、间歇性的特点，出力与电网负荷需求难以实时(shíshí)匹配。 例如，光伏发电机组(fādiànjīzǔ)在午间阳光充足时，发电量高，此时恰逢用电低谷。晚间，光伏发电到了低谷，此时到了用电高峰。风力(fēnglì)发电机组的发电效率与(yǔ)风速大小和稳定性有直接关系。 电网需要实时电量平衡，山东省内现有机组运行调整能力已发挥至极致，但(dàn)仍有时段性弃电情况发生(fāshēng)，迫切需要调节性电源发挥调峰、调频作用(zuòyòng)，保障电力系统安全稳定运行。 为解决这类问题，国家发展(fāzhǎn)改革委和国家能源局在《“十四五”新型储能发展实施方案》里明确，积极支持各类主体开展共享储能、云储能等创新商业模式的应用示范。这些储能设施，被(bèi)人们形象(xíngxiàng)的称为大型“充电宝(bǎo)”。 结合地区电力系统的调节需求和国家能源(néngyuán)集团的发展规划，作为储能应用(yìngyòng)先行军的山东(shāndōng)与国家能源集团协作，蓬莱复合储能电站项目建设启动。 多(duō)技术路线的产业实践 “与部分电站(diànzhàn)最(zuì)多两三种(zhǒng)储能(chǔnéng)方式不同，蓬莱复合储能电站肩负着科研项目产业化落地的重任，创新性融合了飞轮、磷酸铁锂、钠离子和全钒液流4种储能方式，成为目前业内技术路线最多的储能电站。”蓬莱发电总经理李智华告诉记者。 飞轮调频反应速度快，可达毫秒级；磷酸铁锂电池技术成熟、能量密度高；钠离子电池低(dī)温(dīwēn)性能(xìngnéng)好、安全性较高；全钒液流电池可深度放电而自身损害较低，寿命可长达10～20年。 该(gāi)项目是国家能源局及国家级新型储能(chǔnéng)试点示范项目、国家能源集团科技项目，需要国能信控技术股份有限公司（下称“国能信控”）做好协同控制关键技术，让(ràng)各种储能方式都发挥各自优势。 “项目(xiàngmù)设计实现4种多技术协同作战，目的是能(néng)弥补单一储能技术能量密度和寿命的不足，扬长避短，全面覆盖短时调频、中长时调峰等多种需求场景。”蓬莱发电副总经理李跃林介绍，“我们这个项目，就是要在实际运转中积累(jīlěi)经验，为(wèi)同行做出示范。” 试运行两个月，4种储能方式(fāngshì)协同的优势得到了充分验证。 飞轮调频可以在收到调度指令信号后100毫秒以内达到满功率(gōnglǜ)充电或放电状态。据蓬莱发电电气专工孔令勃介绍，他们采用了全球单体最大的(de)磁悬浮(cíxuánfú)飞轮装置(zhuāngzhì)，能辅助蓬莱电厂燃煤(ránméi)机组快速、准确跟随调频指令，有效提升机组的综合调频性能，释放火电机组自身发电能力，提升设备可靠性。 2024年11月，4MW级磁悬浮(cíxuánfú)飞轮入选国家能源局第四批首台（套）重大技术装备(jìshùzhuāngbèi)名录。 国能信控项目工程师翟飞飞(dífēifēi)介绍，项目使用新一代磷酸铁锂电芯，比(bǐ)前一代更节能、装配简化程度更高、施工量更少。“公司在江苏(jiāngsū)有专业的储能生产基地，组装集成后运送到这里，接线后就能使用，比在现场集成效率更高、质量更稳定(wěndìng)。” “我国全钒(quánfán)液流电池储能(chǔnéng)技术水平处于国际领先地位，但受到成本制约(zhìyuē)，目前尚未大规模产业化。”据国能(jùguónéng)信控(xìnkòng)副总经理张传升介绍，国能信控和北京低碳清洁能源研究院合作研发的液流电池系统设备，首次应用了国家能源集团自主研制的大功率(dàgōnglǜ)电堆，能量效率大幅提升。“相信随着全钒液流电池的广泛应用，成本能更快地降下来，推动全钒液流电池储能技术产业化进程。” 钠离子因技术壁垒和商业化进程较慢，国内应用并不多。蓬莱复合储能电站的(de)钠离子电池使用了一组电池，用于(yòngyú)提高储能电站的安全性。 截至目前，蓬莱复合储能项目已经获得(huòdé)20项发明专利，实用新型专利受理4项，软件(ruǎnjiàn)著作权登记3项，论文发表7篇，其中5篇发表在核心(héxīn)期刊。 本刊记者(jìzhě) 孙庭阳I摄 国能集团蓬莱复合储能电站工作人员监控设备(shèbèi)运行 充放电次数越多，电站效益(xiàoyì)越好 科研项目产业化落地的另一个关键是，如何为(wèi)客户创造价值，使储能(chǔnéng)项目“建得好、用(yòng)得好、管得好”。在蓬莱复合储能电站设计之初，这个问题就被充分考虑。 “实现电价低谷时充电，电价高峰时放电，为电网‘削峰(xuēfēng)填谷’稳定运行(yùnxíng)贡献力量的同时，获得经济效益。”张传升解读储能电站的盈利模式(yínglìmóshì)。 据蓬莱发电设备(fādiànshèbèi)管理部副主任李松涛介绍，今年“五一”期间，山东省午间时段(shíduàn)的上网电价是-0.08元/度，晚间用电高峰时电价约0.6元/度，能利用好这个时段才能让储能电站实现(shíxiàn)效益最大化。 国能信控新能源业务中心总经理张毅博告诉本刊记者(jìzhě)，作为电厂智能化解决方案的提供商，多年的经验让他们对电厂经营模式理解得更深，在搭建涉及交易决策的协同调度(diàodù)系统时，作出了合理(hélǐ)决策。 据张毅博介绍，调度系统包含能量调控与交易决策两大模块，以山东电力市场交易规则为前置条件，以复合储能系统的(de)(de)综合能效最优化以及保障运行安全可靠为目标(mùbiāo)，综合考虑锂电池、钠电池、液流电池的寿命、健康度、荷电状态(zhuàngtài)、运行成本等，在各种电池间合理分配功率(gōnglǜ)。当然，还要参考市场预测信息，以经济效益最优为目标，寻找充放电计划的最优解，实现多形式复合储能优势互补(yōushìhùbǔ)和高水平运营。 “这样，才能达到既(jì)保障电厂收益又主动支撑电网安全稳定(wěndìng)运行的效果。”李松涛说。 项目(xiàngmù)每年充放电次数越(yuè)多，电站的经济效益会越好。据悉，项目转入商业运营后，储能电站可实现每天约9万元的盈利。 为了对(duì)储能电站多形式储能系统(xìtǒng)进行全面的、深入的综合(zōnghé)管控，蓬莱复合储能电站还配置了一套储能综合运维管控平台，能够从电池运行机理(jīlǐ)方面对热失控(shīkòng)等故障提供及时、准确的早期预警信息，以帮助管理人员及时采取措施，预防事故发生。平台预警诊断准确率大于95％，运维成本降低20%，真正实现了降本增效。 有了储能(chǔnéng)(néng)电站，机组响应速度和调节能力都会提高。项目提升(tíshēng)了机组支撑电网安全稳定运行的能力，还能通过现货交易、容量补偿和辅助服务等提升相关收益。”李智华说，“健全储能收益机制，是(shì)引导产业健康发展的必要条件。”