网讯：8月24日—26日，2024碳中和能源高峰论坛暨第四届中国国际新型储能技术及工程应用大会与新型储能技术青年科学家论坛在深圳正式举办。在8月25日下午进行的新型储能系统继承解决方案专场上，中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司电网工程公司副总经理施世鸿做了题为《新型电力系统中储能的发展及集成设计关键技术》的主题报告演讲。
中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司电网工程公司副总经理施世鸿
以下内容根据大会发言整理，仅供参考。
各位同仁，大家好！今天下午有很多精彩的演讲，我是第一个，我就先抛砖引玉。
我今天下午的介绍想站在作为一个设计方或者EPC方的角度谈一谈储能站的集成设计有哪些需要考量的问题。我的分享主要分成四个部分。
第一部分，简单探讨和分析一下新型电力系统中关于储能的一些要求。
新型电力系统的特征是以最大化的消纳新能源为主要任务，以坚强的智能电网为枢纽平台，以源网荷储互动与多能互补为支撑，它具有清洁低碳、安全充裕、经济高效、供需协同、灵活智能几个基本特征。
目前电力系统还是以煤电为主，将来肯定是以非化石能源为主，而且会到相当高的比例。
未来的电网会是多种形态并存的，比如当前的电网主要还是以交流电网为主，伴有少量高压西电东送的直流，未来以交直流互联，还有一部分直流组网、微电网等多种形态。同时，将来源网荷储的体系以及市场的机制是趋于完善，电力电子等技术高度成熟，那时候新型电力系统的业态跟当前是不一样的状态。
建设新型电力系统也会面临一些挑战，一是新能源的不确定性。它的不确定性会带来一个平衡问题。电力系统要保持50Hz的频率，发电量和负荷量要实时平衡，对于新能源高出力持续时间长，部分时间段又很低，比如夜晚光伏就没有出力，同时间歇性强、不确定性大，有时候尖峰负荷很高，为了满足尖峰就要配备大量资源，同时不好预测，比如风、光，风速和阳光很难预测，这是一个平衡问题。二是目前电力系统大部分是由发电机，有一个转动惯量，将来变成大量光伏、风电后，不具备转动惯量，系统惯量会降低，调频能力和风险会增加，无功支撑会出现不足，电压稳定性会加剧，功角稳定性复杂，不确定性增加。配套问题，调控会比较复杂，需要配套相应的问题来解决。
新型电力系统对储能的需求，主要是发电侧储能、电网侧、用户侧主要是削峰填谷降低用电成本。
储能的特征，将来的储能会向更大容量、更长时间尺度发展。大概十几年前在深圳总承包了第一个宝清储能站，是南网储能公司投资我们总包的，当时4MW，已经是国内最大的储能站，短短十几年时间已经到GW级。另外，它更加强调对电网的支撑。储能最终的服务还是为电网的安全稳定运行服务的，所以将来会更加强调对电网的友好性。比如这几年比较热门的构网型储能等等，都在强调电网支撑。第三个，前几年出现了一些安全的事件，现在对电化学储能的安全也特别关注。第四个，经济性。相信整个产业链的上下游大家都非常关注，不管是投资商、政府、集成商、设备商等等，经济性对大家都是息息相关的。
第二部分，探讨一下储能的发展概况和趋势。
总的来说应该是四个方面：一是装机量高速增长，从统计数据可以看到，去年底装机规模到3139万，已经超过了原来规划的2025年的目标；二是技术创新也在不断突破，除了电化学比如锂电池之外，不同新的路线也在出来。比如钠离子、固态、半固态、液流、压缩空气等等，有很多储能类型都在发展；三是建设成本大幅下降，原材料价格包括科技创新带来成本下降；四是政策扶持力度加大，这些政策对我们来说是越来越友好的。
储能市场的情况，左边是项目备案装机情况，我统计了广东的，去年底广东的储能是1.6GW，广东储能的发展相对于其他省份来说还是慢了一点，相对于江苏、山东等等。但现在广东推动的力度也很大，从去年7月份开始到今年，省里密集出台了很多政策。今年1-7月份，光广东备案的储能有1346个，备案规模已经超过了16GW，这块的量非常大。当然，更多数量的还是工商业储能。
从项目中标情况看，上半年全国储能中标数据比较庞大，其中最多的是江苏，其次是青海、河南，新疆等等，这几个省份也是目前政策比较好的。
新型储能发展的趋势：1.规模化应用需求会增加。不管是新能源容量、时长，对应的需求都在增加；2.技术多元化的发展，不再是过去锂电池的路线，现在很多试点项目都在发展；3.成本的下降；4.政策的支持与机制在完善，5.安全性能在提升，各个设备厂商都在重点关注安全的性能。
独立共享储能模式，相信很多投资商会特别关注，这里列了4点，基本上是现在独立储能站收益的4个来源。以广东为例：1.容量租赁费用。比如有些新能源的投资方，按照政府的要求，并网需要配储，他自己不建，在这里租赁；2.参与电力现货市场，低谷充电，高峰放电；3.辅助服务收益，调峰调频服务；4.容量电价补偿政策。这里面影响最大的是第3点。
第三部分，关于电化学储能站设计的考虑因素。这张图展示了我们做一个储能站的设计或者布局时考虑的因素。结合目前要解决的一些现状和问题，来选择对应的不同场景。
对应到不同的场景就决定了我们要配置多大的容量，多少的时长。容量和时长确定后要看选择什么路线，选择锂电池还是液流电池该是飞轮等等。决定后要考虑选多大的地，占地面积的大小，同时要以什么样的电压接入什么样的变电站，以及这些确定后一些经济性的测算。有一些投资方有一些误区，比如他选一块地，政府说在变电站旁边给你选一块地就可以了。实际上你的储能站建在变电站旁边并不意味着你能接进这个变电站，因为是靠电网接线图决定，要根据电网需求，有些区域电网需求很小，旁边有地也接不进去，要提前根据规划和现状来布点储能站。
关于站的设计，电气接线设计。对于小型储能站，线变组、桥型接线、单母接线。平面布置，储能站的平面布置主要分两大类：站房式的布置，这种布置现在比较少，对于容量大占地小的可以采用户内或者半户内。这个有很多要求，包括防火距离、分区要求。全户外的布置，这是最常见的，采用集装箱布置在户外，这种方式也要考虑每个分区有要求，规范是要求每个分区的电池容量不要超过50MWh，分区之间的距离不小于10m。工程部分的投资，也是相当大一部分，比如通过优化可以节省一些电缆费用、土建费用，对于项目的经济性也是非常可观的。
设备方面，储能设备基本上由这几部分组成：电池系统、PCS、BMS和一些辅助系统组成。
电池的选择，目前看锂电池的优势比较突出，铅炭、全钒液流电池等。从产业规模看，还是锂电池最多，投资成本还是锂电池最优，特别是从去年底到今年锂电池大幅下降，成本降得非常可观。成组方案，主要有柜式、预制舱式。
PCS方面有几种类型，常见的是两电平、三电平，还有H桥级联、MMC级联模式，分别适用于不同场景。对于大容量的电站，可能更多采用级联式的方式，有些级联式还具备构网型功能，这块应该是将来的热点，而且成本也在不断下降。
集成方案方面，集中式、组串式、中压直挂方式。集中式主要是通过电池串联成簇后再并联成堆。这种方式成本比较低，但也有一些问题，就是一些均衡等等冗余的问题。组串式相对来说会解决这些问题，包括均衡性会提高，冗余性也会增加，有多个组串并联，谐波会有影响，变流器数量也比较多。中压直挂式优势是单机容量大。
冷却，当前就是风冷和液冷。目前接触的一些新的站，因为风冷成本虽然低一点，但液冷也越来越低了，而且液冷会带来一些能效的提高，所以现在大家更青睐于选液冷设备，这块将来应该是发展的趋势。
消防方面，作为设计单位来说，这块我们非常关注，还是主张预防为主，防消结合的思路。目前锂电池这类的灭火设施还不是特别完善，一旦热失控，要想控制住还是比较困难的。但一方面我们也在研究一些新的灭火介质等。这是我们主要的消防思路。
另外是大家比较关注的运维，建了储能站后运维也是一个问题，特别是对于一些投资商不像发电集团或者电网公司，没有自己的固定运维人员，他迫切希望能够实现一些无人化/少人化的运维，这块恰恰是智能运维系统能够解决的，通过无人化手段、远程化手段实现智能巡视、智能监控、智能操控，来实现运维的提质增效。
这是我们院设计的今年1月份投运由南网储能公司投资的宝塘储能站，也是南方五省最大的电网侧独立储能站，采用了10种不同的技术路线。这是它的电气接线图，低压侧是35kV母线连接。这个站最大的特点，一是它具有一些示范性，示范了很多种技术路线。
这里列了十种路线的情况，有浸没式的液冷+组串式方式、冷板式液冷+低压级联、冷板式液冷+DCDC+集中式等十种路线。
第四部分，简单介绍一下广东院储能业务的情况。
广东院全称是中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司，我们从2009年开始开展储能相关业务及研究工作，最早是做课题服务，包括能源局一些课题，开展一些储能的咨询、勘查设计包括总承包、投资咨询、投融资服务。
我们开展储能业务主要有四个方面的优势：1.政策理解与投资咨询。我们熟悉国家和地方的政策，特别是广东省。2.因为我们长期服务于南方电网，对于电网的现状和规划是比较了解的。我们遇到一些投资方，前面选了一块地，后面找我们配合说接不进去。我有一个观点是储能站并不是接在变电站旁边就可以接进去，而是要根据电网需求来布局；3.对于储能创新方面，我们一直跟得比较紧，各种储能路线包括电化学的、机械的、氢能的、抽蓄也在做；4.我们是传统的设计单位，以设计牵头的总承包，能够优化一些投资，缩短一些建设时期，先后开展了154项储能的勘查设计、咨询和EPC工作。
这是我们开展的项目情况，科研项目36项，工程项目150多项，编制了国内外规范和相关知识产权等。
这是做的一些简单分享，如果会后大家感兴趣的，还可以跟我进行深入交流，谢谢大家！
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