2022電網(wǎng)側儲能發(fā)展分析

電網(wǎng)側儲能發(fā)展分析一、儲能技術綜述二、江蘇電網(wǎng)發(fā)展趨勢和運行特性預測三、江蘇發(fā)展電網(wǎng)側儲能的需求四、源網(wǎng)荷儲系統(tǒng)建設情況五、電網(wǎng)側儲能發(fā)展的思考儲能技術綜述——儲能分類按存儲介質，主要包括機械類、電氣類、電化學類、化學類及熱儲能。按放電時間，主要包括短放電時間（秒級至分鐘級）、中等放電時間（分鐘級至小時級）、較長放電時間儲能（小時級至天級）1、抽水蓄能應用最廣泛、最成熟。容量大（GW級，連續(xù)抽發(fā)數(shù)小時）、壽命長（超過30年）、度電成本低（全生命周期度電成本約0.2-0.3元）。效率75%左右，建設成本6000元/kW以上，建設周期較長（數(shù)年）。主要的商業(yè)模式兩部制電價：容量電價（約500元/kW/年）+電量電價。政府核定租賃費用：電站建成后租賃給電網(wǎng)公司調度管理，支付租賃費。受地質條件限制。儲能技術綜述——機械儲能2、壓縮空氣儲能容量大（MW級，連續(xù)抽發(fā)數(shù)小時）、壽命長（30年）、度電成本較低（全生命周期度電成本接近抽水蓄能）。作用類似抽水蓄能。效率60%左右，建設成本9000元/kW左右。大型壓縮空氣儲能需要利用鹽穴、礦坑等特殊地理條件建設儲氣室。江蘇省內常州、淮安有鹽穴資源。儲能技術綜述——機械儲能儲能技術綜述——電化學儲能）。電化學儲能可靈活布點、響應速度快（毫秒級），是目前各國儲能產業(yè)研發(fā)創(chuàng)新的重點領域和主要增長點。不同電化學儲能技術各自均存在發(fā)展短板，呈現(xiàn)多種技術路線相互競爭、多元化發(fā)展的局面。1、鉛炭電池傳統(tǒng)鉛蓄電池的改進型。成本低用戶側儲能領域廣泛應用（江蘇用戶側鉛炭電池占比超60%）。安全性好。能量密度較低（占地面積較大）。大倍率充放電能力較差（MW和MWh的比例至少1:4，一般在1:8充放電深度40%-60%（鋰電池可達80%）。2、鋰電池能量密度高、充放電速度快。張北風光儲、深圳寶清主要采用鋰電（磷酸鐵鋰）。電動汽車行業(yè)帶來的鋰電規(guī)模效益、梯次利用，成本可進一步下降。國內鹽湖鋰資源豐富。儲能技術綜述——電化學儲能儲能技術綜述——電化學儲能2、鋰電池比較磷酸鐵鋰：與其他鋰電池相比，安全性、能量密度、成本、壽命、充放電倍率等指標均比較均衡，沒有明顯的缺點。在電力儲能領域應用較多（張北風光儲、深圳寶清、部分用戶側儲能）。三元鋰：能量密度很高（適于汽車動力電池）。價格高于磷酸鐵鋰。安全性相對較差，出現(xiàn)過燃燒事件。3、全釩液流電池循環(huán)壽命長，可超過一萬次。容量衰減后可在線恢復。成本高。效率低（70%）。能量密度低，占地面積大（大連200MW/800MWh項目，占地76畝）。需要循環(huán)泵等輔助設備，運維較復雜。儲能技術綜述——電化學儲能4、鈉硫電池成本、壽命、充放電倍率等綜合性能較好。需要300℃~350℃的高溫運行條件，具有一定的安全運行風險。日本發(fā)生鈉硫電池儲能電站火災，燃燒持續(xù)兩周。儲能技術綜述——電化學儲能一、儲能技術綜述二、江蘇電網(wǎng)發(fā)展趨勢和運行特性預測三、江蘇發(fā)展電網(wǎng)側儲能的需求四、源網(wǎng)荷儲系統(tǒng)建設情況五、電網(wǎng)側儲能發(fā)展的思考電力需求——電力、電量發(fā)展全社會最高負荷“十二五”以來，江蘇全社會最高負荷從6404萬千瓦增長至10333萬千瓦，年均增長7.1%。9.9%全社會用電量負荷9.6%全社會用電量“十二五”以來，江蘇全社會用電量從3864億千瓦時增長至5808億千瓦時，年均增長6.0%。6.4%6.7%預計至2025年全社會負荷將達到1.59億千瓦，全社會電量將達到8450億千瓦時。電力需求——負荷利用小時數(shù)近幾年江蘇季不均衡系數(shù)及最大負荷利用小時數(shù)均呈現(xiàn)下降的趨勢。2017年全省季不均衡系數(shù)為0.765，全社會最大負荷利用小時數(shù)為5621小時。結合江蘇近年來最大負荷利用小時數(shù)的變化趨勢以及江蘇產業(yè)結構調整方向，預計

2025

年江蘇最大負荷利用小時達到

5300

小時，2035

年達到

5200

小時。電力需求——用電結構調整2005-2017年江蘇三大產業(yè)、居民用電量2005-2017年江蘇三大產業(yè)、居民用電量增速2017年，一產、二產、三產、居民用電量占比分別為1.1%、74.4%、12.7%、11.8%。2017年，受夏季持續(xù)高溫天氣及去產能影響，依然呈現(xiàn)第三產業(yè)及居民生活用電增速高于第二產業(yè)增速的格局。電力需求——負荷特性夏季降溫負荷和冬季取暖負荷已成為影響我省全社會最大用電負荷變化的主要因素。受全球氣候變暖趨勢影響，近期冬季負荷高峰已不明顯，電力需求高峰均出現(xiàn)在夏季，降溫負荷約占最高負荷的1/3。電力需求——負荷特性江蘇電網(wǎng)負荷尖峰負荷特征明顯，夏季尖峰負荷大、持續(xù)時間短，新增省內電源或引入?yún)^(qū)外來電，以及配套建設輸變電工程的常規(guī)解決方式所需的投入較大，而平均運行效率效益較低。2015~2017年江蘇年持續(xù)負荷曲線（標幺值）電力供應——風光可再生裝機占比十三五末，風光裝機占比進一步擴大，風光占比均超過10%。電力供應——區(qū)外直流來電占比2017年江蘇電網(wǎng)區(qū)外直流電力占比2017年7月，雁淮直流實現(xiàn)正常送電，最大送電功率達到440萬千瓦。2017年，區(qū)外直流電力占比最高為17.04%（2017年11月5日），占比較高的月份包括6月—11月。電力供應——區(qū)外直流來電占比2022年江蘇電網(wǎng)區(qū)外區(qū)外直流電力占比“十四五”初，

區(qū)外直流電力占比最高可達30%，預計發(fā)生在9月汛期。汛期是區(qū)外直流電力占比較高的時期，特高壓直流閉鎖對電網(wǎng)運行安全影響更顯著。2017年：華東1000千伏北半環(huán)網(wǎng)（特高壓GIL過江通道未建成）；建成“六縱五橫”的500千伏骨干輸電網(wǎng)架。220千伏電網(wǎng)實施分層分區(qū)運行，截至2017年底，全省220千伏電網(wǎng)分成28個片?！笆濉敝泻笃冢杭訌娦纬伞傲v七橫”的500千伏主網(wǎng)架結構；特高壓GIL通道投產。電網(wǎng)發(fā)展——主網(wǎng)架規(guī)劃情況一、儲能技術綜述二、江蘇電網(wǎng)發(fā)展趨勢和運行特性預測三、江蘇發(fā)展電網(wǎng)側儲能的需求四、鎮(zhèn)江電網(wǎng)側儲能項目介紹五、電網(wǎng)側儲能發(fā)展的思考1、加快源網(wǎng)荷儲系統(tǒng)升級，保障電網(wǎng)運行安全儲能發(fā)展需求14秒

1分21時57分59秒故障發(fā)生5分34秒21時59分一次調頻動作完成21時58分13秒頻率最低22時3分37秒頻率恢復2015年9月19日21時57分，錦蘇特高壓直流因送端遭雷擊導致雙極閉鎖，華東電網(wǎng)頻率短時間內下降到49.563赫茲，近十年來首次跌破49.8赫茲。1、加快源網(wǎng)荷儲系統(tǒng)升級，保障電網(wǎng)運行安全隨著特高壓“一交三直”工程落點江蘇，江蘇電網(wǎng)區(qū)外來電規(guī)模不斷增加，“強直弱交”結構帶來的安全風險日益顯現(xiàn)，存在直流近區(qū)交流電網(wǎng)故障導致直流閉鎖或直流系統(tǒng)故障等造成大功率缺失的風險，嚴重影響電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行。儲能具有良好的毫秒級快速、穩(wěn)定、精準的充放電調節(jié)特性，是擴大“源網(wǎng)荷儲”系統(tǒng)響應規(guī)模、提高江蘇電網(wǎng)抵御事故水平的重要手段。儲能發(fā)展需求儲能參與調峰示意圖儲能發(fā)展需求2、促進新能源消納，服務能源綠色轉型儲能參與調峰調頻受多種因素影響，2010-2017年，江蘇電網(wǎng)最大峰谷差呈持續(xù)加大趨勢，年均增長率達9.36%。儲能充電：輔助調峰，減少峰谷差。儲能放電：作為調峰電源，支撐負荷尖峰。2、促進新能源消納，服務能源綠色轉型緩解局部重要重載的受電斷面壓力通過調節(jié)儲能充放電功率，可實現(xiàn)對受電斷面功率的靈活控制，儲能可作為解決重要受電斷面越限問題的備選方案。全省新能源發(fā)展與蘇南負荷中心逆向分布，導致部分時段北電南送（過江）斷面電力流大幅增加，并出現(xiàn)超調度運行限額的情況；部分縣市新能源裝機遠超最大負荷，導致500千伏主變及220千伏電網(wǎng)潮流越限，電網(wǎng)阻塞嚴重。儲能發(fā)展需求2、促進新能源消納，服務能源綠色轉型儲能提供靈活調節(jié)手段江蘇電網(wǎng)電源結構以煤電為主，抽蓄站址資源有限。隨著省內新能源規(guī)?；l(fā)展，對電網(wǎng)運行靈活性的要求將越來越高。響應速度快：可實現(xiàn)毫秒級響應，可滿足正常調節(jié)及緊急響應調節(jié)要求，擴大源網(wǎng)荷規(guī)模。雙向調節(jié)能力：額定功率的雙倍調節(jié)能力。2017年底江蘇省電源裝機結構儲能發(fā)展需求3、改善電網(wǎng)尖峰負荷特性，提高電網(wǎng)綜合能效江蘇電網(wǎng)負荷尖峰負荷特征明顯，夏季尖峰負荷大、持續(xù)時間短，新增省內電源或引入?yún)^(qū)外來電，以及配套建設輸變電工程的常規(guī)解決方式所需的投入較大，而平均運行效率效益較低。儲能可提高尖峰負荷時段的電網(wǎng)供電能力，改善電網(wǎng)尖峰負荷特性，減少為滿足尖峰負荷而新增省內電源或引入?yún)^(qū)外來電投資，同時增加電網(wǎng)負荷低谷時段用電需求，提高電網(wǎng)和電源整體運行效率。2015~2017年江蘇年持續(xù)負荷曲線（標幺值）儲能發(fā)展需求一、儲能技術綜述二、江蘇電網(wǎng)發(fā)展趨勢和運行特性預測三、江蘇發(fā)展電網(wǎng)側儲能的需求四、源網(wǎng)荷儲系統(tǒng)建設情況五、電網(wǎng)側儲能發(fā)展的思考秒級/分鐘級切負荷毫秒級切負荷一期工程二期工程三期工程2016年6月15日，國內首套“大規(guī)模源網(wǎng)荷儲友好互動系統(tǒng)”在江蘇建成投運，全省具備100萬千瓦毫秒級精準切負荷能力。2017年12月，二期工程建成投運，全省具備200萬千瓦毫秒級精準切負荷能力。2018年，三期工程建成投運，全省具備260萬千瓦毫秒級精準切負荷能力，并建成鎮(zhèn)江101MW電網(wǎng)側儲能項目?？?/p>

體目

標通過精準負荷控制，實現(xiàn)發(fā)電-供電-用電友好互動，拓展電網(wǎng)故障時可控資源，完善大電網(wǎng)安全控制手段，推動能源供給側結構性改革。負荷自動恢復實現(xiàn)目

標1.保證電網(wǎng)頻率穩(wěn)定，防范大面積停電；2.保證關鍵設備安全，防范連鎖故障；3.減小尖峰負荷，釋放備用容量?？刂颇Ｊ截摵?、儲能響應電源、電網(wǎng)變化傳統(tǒng)發(fā)電跟蹤負荷毫秒級協(xié)調控制瞬時平衡應對頻率急速下跌，不觸動第三道防線秒級協(xié)調控制短時平衡保證關鍵設備安全分鐘級協(xié)調控制時段平衡負荷平移釋放備用容量大規(guī)模源網(wǎng)荷儲友好互動系統(tǒng)江蘇鎮(zhèn)江電網(wǎng)側儲能項目接入“大規(guī)模源網(wǎng)荷儲友好互動系統(tǒng)”，總規(guī)模101MW/202MWh，總占地面積33.7畝，總投資約7.6億元。序號工程名稱建設規(guī)模1大港儲能電站16MW/32MWh2北山儲能電站16MW/32MWh3五峰山儲能電站24MW/48MWh4建山儲能電站5MW/10MWh5丹陽儲能電站12MW/24MWh6長旺儲能電站8MW/16MWh7新壩儲能電站10MW/20MWh8三躍儲能電站10MW/20MWh總計101MW/202MWh一、儲能技術綜述二、江蘇電網(wǎng)發(fā)展趨勢和運行特性預測三、江蘇發(fā)展電網(wǎng)側儲能的需求四、源網(wǎng)荷儲系統(tǒng)建設情況五、電網(wǎng)側儲能發(fā)展的思考1、電網(wǎng)側儲能與用戶側/電源側發(fā)展儲能存在本質區(qū)別電網(wǎng)側電源側用戶側不同儲能定位？電網(wǎng)側儲能發(fā)展的思考用戶利益最大化用戶利益最大化系統(tǒng)利益最大化增量配電？2、電網(wǎng)側儲能是最集約、效益最大的應用方式電網(wǎng)側儲能發(fā)展的思考電網(wǎng)側儲能是能夠發(fā)揮

源-網(wǎng)-荷

全系統(tǒng)效益最大化的儲能方式：平衡規(guī)?；娘L電、光伏等間歇性可再生能源的波動需求；滿足日益增長的負荷及其波動性需求；電網(wǎng)側儲能可實現(xiàn)實現(xiàn)源-荷互補的核心功能；電網(wǎng)側儲能可大幅提高電網(wǎng)建設及利用效率。電網(wǎng)側儲能新能源波動負荷需求源-荷平衡電網(wǎng)安全和效率電網(wǎng)側儲能的實質：基于系統(tǒng)整體的需求響應3、電網(wǎng)側儲能的受益主體包括源網(wǎng)荷各環(huán)節(jié)電網(wǎng)側儲能發(fā)展的思考源網(wǎng)荷可再生能源常規(guī)火電區(qū)外來電高可靠性負載電壓敏感型負載可中斷負載電網(wǎng)安全電網(wǎng)效率設備重/過載誰買單？4、電化學儲能與抽水蓄能的差異電網(wǎng)側儲能發(fā)展的思考儲存介質——電池調節(jié)方式——日內靈活程度——毫秒儲存介質——水調節(jié)方式——日周靈活程度——電源直接服務快速需求響應更像負荷？？常規(guī)電源調節(jié)能力補充更像電源？？5、電網(wǎng)側儲能不能代替源荷兩側更具經濟性的調節(jié)方式電網(wǎng)側儲能發(fā)展的思考常規(guī)火電常規(guī)水電燃氣電廠……電動汽車需求側響應能效/