近日，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見(jiàn)》（下文簡(jiǎn)稱“意見(jiàn)”）。自此，“雙碳”作為國(guó)家戰(zhàn)略，其行動(dòng)路徑和整體部署正式“官宣”。“意見(jiàn)”提出“到2030年，風(fēng)電、太陽(yáng)能發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到12億千瓦以上；到2060年，非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到80%以上”，同時(shí)提出“構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)，提高電網(wǎng)對(duì)高比例可再生能源的消納和調(diào)控能力。”
實(shí)現(xiàn)新能源高比例接入，關(guān)鍵在于解決其波動(dòng)性和間歇性難題，儲(chǔ)能因此成為重要抓手。此前，山西、寧夏、青海、陜西等近20個(gè)省份已相繼強(qiáng)制要求新建新能源項(xiàng)目配置儲(chǔ)能，大多數(shù)比例要求在10%~20%，備電時(shí)長(zhǎng)1~2小時(shí)。
需求的爆發(fā)，吸引了越來(lái)越多的“玩家”投身儲(chǔ)能行業(yè)。電池企業(yè)、變流器企業(yè)、系統(tǒng)集成商、發(fā)電企業(yè)……，紛紛推出儲(chǔ)能系統(tǒng)解決方案。
一個(gè)產(chǎn)品及其背后整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈走向成熟，需要數(shù)年甚至數(shù)十年的時(shí)間和大量經(jīng)費(fèi)投入。政策紅利下，儲(chǔ)能如何理性發(fā)展？一方面，政策后續(xù)推進(jìn)應(yīng)因地制宜，考慮新能源行業(yè)實(shí)際情況循序漸進(jìn)；另一方面，儲(chǔ)能企業(yè)應(yīng)將更多注意力投入到產(chǎn)品對(duì)電網(wǎng)的支撐作用和對(duì)客戶更本質(zhì)需求的關(guān)注上，將對(duì)推動(dòng)全行業(yè)穩(wěn)定、健康發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。
儲(chǔ)能對(duì)電網(wǎng)的三大支撐
時(shí)至今日，儲(chǔ)能的價(jià)值已不局限在充、放電等基本功能上。
金風(fēng)科技電網(wǎng)技術(shù)總工程師兼源網(wǎng)荷儲(chǔ)事業(yè)部首席專家喬元介紹，儲(chǔ)能經(jīng)過(guò)十余年發(fā)展，已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的三種支撐作用，即頻率支撐、電壓支撐和弱電網(wǎng)支撐。
一次調(diào)頻、虛擬慣量、虛擬阻尼等，是新能源場(chǎng)站在并網(wǎng)過(guò)程中可以通過(guò)各種手段實(shí)現(xiàn)的維持電網(wǎng)頻率穩(wěn)定的功能，能夠支撐電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。
與此同時(shí)，電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電、光伏場(chǎng)站的高、低電壓穿越能力提出要求，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生擾動(dòng)或故障時(shí)，占比高達(dá)10%-30%的配套儲(chǔ)能需同樣具備相關(guān)能力。
儲(chǔ)能對(duì)弱電網(wǎng)的支撐同樣重要。這表現(xiàn)在儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)調(diào)相機(jī)的替代研究上。
目前我國(guó)主要采用特高壓直流技術(shù)實(shí)現(xiàn)新能源的遠(yuǎn)距離輸送，為提高直流線路使用效率，在直流送端常形成短路比較低（SCR<2）的相對(duì)弱電網(wǎng)。當(dāng)發(fā)生直流系統(tǒng)換相失敗、直流閉鎖等故障時(shí)，送端電網(wǎng)電壓將劇烈變化，嚴(yán)重情況下還會(huì)引起電網(wǎng)的穩(wěn)定問(wèn)題。研究表明，新能源配套調(diào)相機(jī)是支撐弱電網(wǎng)的有效手段，但調(diào)相機(jī)設(shè)備一次性投入大、運(yùn)行過(guò)程產(chǎn)生損耗都增加了系統(tǒng)成本。
喬元認(rèn)為，儲(chǔ)能未來(lái)有能力實(shí)現(xiàn)類似調(diào)相機(jī)功能。目前，金風(fēng)已經(jīng)在仿真系統(tǒng)中獲取大量試驗(yàn)結(jié)果，儲(chǔ)能可以將新能源場(chǎng)站短路比（SCR）從1.5降到1.3，意味著新能源在弱電網(wǎng)下穩(wěn)定運(yùn)行留出更大的裕度空間。
“這是基于金風(fēng)科技十余年可再生能源并網(wǎng)經(jīng)驗(yàn)和針對(duì)儲(chǔ)能的研究實(shí)踐得出的結(jié)果。”喬元說(shuō)。
產(chǎn)品可靠性與成本間的博弈
安全是儲(chǔ)能企業(yè)的安身立命之本，這已是毋庸置疑的事實(shí)，因此也成為各大企業(yè)的發(fā)力點(diǎn)之一。
金風(fēng)科技一直倡導(dǎo)和堅(jiān)持“風(fēng)電長(zhǎng)跑”理念，在儲(chǔ)能產(chǎn)品質(zhì)量和安全提升方面的研發(fā)投入同樣不遺余力，相比短期的收益，更加關(guān)注產(chǎn)品在全生命周期的可靠性。盡管表面上質(zhì)量和安全的追求會(huì)增加成本投入，但從長(zhǎng)期來(lái)看，在計(jì)入安全因素的考量后，度電成本其實(shí)是降低的。
以金風(fēng)在提升儲(chǔ)能安全性應(yīng)用的主要技術(shù)為例。金風(fēng)科技提出3重安全保障理念，即直流0并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)電氣隔離，單個(gè)電池系統(tǒng)故障不會(huì)對(duì)其他電池系統(tǒng)產(chǎn)生影響；每包單獨(dú)隔離、消防、監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)物理隔離，有效隔離風(fēng)險(xiǎn)；全氟己酮快速點(diǎn)噴，高效消防。
并聯(lián)是導(dǎo)致電池發(fā)生火災(zāi)或爆炸的最核心原因之一。即使電池在不充電情況下，內(nèi)部不同子電池因?yàn)殡妷翰煌唠妷弘姵貢?huì)自動(dòng)向低電壓電池放電，容易造成低電壓電池過(guò)充引發(fā)失效甚至火災(zāi)。0并聯(lián)則很好地解決了這一難題。
所謂“一包一隔離，一包一消防，一包一監(jiān)測(cè)”，是指對(duì)一個(gè)儲(chǔ)能電池柜內(nèi)的多個(gè)電池包進(jìn)行物理隔離，每個(gè)電池包內(nèi)都布設(shè)噴淋點(diǎn)，單個(gè)電池包發(fā)生故障，即可針對(duì)故障噴淋，避免其他電池包受到牽連。
而最新一代產(chǎn)品應(yīng)用的消防介質(zhì)全氟己酮，在噴灑后全環(huán)保可降解，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。
以上提到的3項(xiàng)技術(shù)都相應(yīng)地增加了成本。“但是通過(guò)在其他方面進(jìn)行綜合降本，我們?nèi)匀荒軌虮３衷谑袌?chǎng)上強(qiáng)勁的競(jìng)爭(zhēng)力。”喬元舉例說(shuō)道，金風(fēng)科技新一代集散式儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)采取液冷技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)風(fēng)冷，同時(shí)采用一體化全集成設(shè)計(jì)，不僅提升了電池系統(tǒng)效率，電池溫差小于2攝氏度，占地面積也整體減少超過(guò)35%，大大提升了儲(chǔ)能系統(tǒng)的整體性價(jià)比。
值得一提的是，隨著電力市場(chǎng)機(jī)制日趨成熟，儲(chǔ)能還能夠通過(guò)參與交易帶來(lái)收益，創(chuàng)造更大價(jià)值。金風(fēng)科技旗下天誠(chéng)同創(chuàng)電氣有限公司負(fù)荷側(cè)業(yè)務(wù)總監(jiān)白楊介紹，目前，金風(fēng)科技已經(jīng)在山西某100兆瓦風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)展實(shí)踐。“從結(jié)果來(lái)看，也的確實(shí)現(xiàn)了盈利。”他說(shuō)。
在儲(chǔ)能系統(tǒng)可靠性得以全面升級(jí)，行業(yè)穩(wěn)定健康發(fā)展的前提下，在“還原電力商品屬性”的改革背景下，充分挖掘儲(chǔ)能的市場(chǎng)價(jià)值，尋找到讓市場(chǎng)上每一個(gè)參與者都能受益的可落地解決方案，未來(lái)儲(chǔ)能有望幫助新能源盡展所能。
