2023储能调研第6站:走进三峡新能源庆云100MW/200MWh储能电站示范项目

新能源采编储能 2023-06-30 08:49:54 344阅读 举报

  网讯:6月29日上午,由中国化学与物理电源行业协会储能应用分会和中国储能网联合组织的“第十期全国储能产业巡回走访调研”专家组一行36人赴三峡新能源庆云100MW/200MWh储能电站示范项目进行实地调研。三峡能源山东分公司副总经理汝会通、三峡能源庆云储能电站负责人周国旭、庆云县招商局(经济合作局)局长杨骁等负责人接待了调研团一行。

  本次调研重点了解储能电站建设与运维,储能系统集成能力及创新,电站数据监测及运行方式,电站安全风险管控能力,电站商业模式及盈利情况等。

  三峡能源庆云储能电站负责人周国旭为本次调研专家组作全程讲解,并对大家关心的技术、成本、收益、应用等方面的问题进行了充分交流。

  一、项目情况

  三峡新能源庆云储能电站示范项目一期建成项目占地30亩,由1座220kV储能电站和220kV输电线路组成。储能电站位于山东省德州市庆云县常家镇波张村西北侧约650m;配套220kV输电线路路径:山东省境德州市庆云县常家镇内。储能区32套集装箱,每套集装箱对应1套PCS系统,共32套PCS系统,单个PCS功率为3150kW,单个变压器容量为3450MVA。通过厂内35kV集电线路汇集接入储能场地220kV主变进行升压并网。储能电池采用磷酸铁锂电池。升压区安装1台120MVA双绕组有载调压变压器,新建角钢塔4基,新建220kV同塔双回架空线路0.14km,单回架空线路0.32km。

  项目运营容量为100MW/200MWh,每年能消纳1亿千瓦时的新能源电力,可有效减少消耗标煤1.23万吨,减排二氧化碳3.6万吨。这个由32个储能集装箱组成的“超级-充电宝”及配套建设的升压变压器分成4列依次排开,每个集装箱里安装了目前最先进的液冷磷酸铁锂电池,同时配套建设了全氟己酮灭火系统、预制式消防水泵房等设施,最大限度地保障储能电站的安全。

  二、建设背景

  (一)山东省供需状况

  山东省是重工业大省,电力需求强劲,煤炭价格的高企叠加“双碳”转型的要求,催生了新能源的发展。随着可再生能源装机量的增加,电力系统的波动性和不确定性问题日益严重,电力系统急需大量的灵活性资源及安全稳定措施。山东省电力供需情况2022 年度, 全省克服困难,经济整体稳中向好,电力市场环境良好。全省全社会用电量7559.19亿千瓦时,同比增长2.39%。截至2022年底,山东总装机容量为18957.8万千瓦,其中火电装机容量高达到62%,风电光伏新能源占比为34.6%。由于新能源的出力受到自然资源限制,发电量仅占全年发电总量的12%。(数据来源:山东省交易中心披露)

  (二)庆云县供需状况

  截至2022年底,庆云县电源装机总容量82.4万千瓦,其中:风电项目9个,总装机容量61万千瓦;光伏总装机容量18.9万千瓦;地方公用电厂1座,装机容量2.5万千瓦。2022年,庆云县全县社会用电量9.5亿千瓦时,为当年新能源发电量的83.3%。随着庆云县全社会用电量和用电负荷持续增长,用电负荷特性与电源结构以新能源为主,庆云县电网面临着严峻的调峰压力,新能源出力的波动性也给电网安全带来了巨大挑战。

  2021年12月,国家能源局印发新版《电力辅助服务管理办法》,确认了储能独立主体的身份,独立储能电站一般是指以独立主体身份直接与电力调度机构签订并网调度协议的项目。山东省更是推出各种支持性政策引导和鼓励独立储能的发展,引导建立现货市场下的储能盈利机制。三峡庆云独立储能电站在此背景下应运而生。

  三峡能源储能示范项目的投产为庆云县可实现100%时段稳定绿电供应,助力打造山东首个县级“纯绿色电网”,全力支持“德州庆云全域全时段绿电供应示范区”建设。同时,独立储能电站能够在新能源消纳、保供、协助火电机组调频等方面起到帮助作用,缓解用电高峰时间段的调峰压力,成为解决山东用电供需问题的有效措施,也成为山东在能源转型过程中的有效探索。

  三、储能系统集成

  储能电站主要由核心的“3S”系统、辅助支撑系统和汇流升压系统组成。储能单元由32个3.15MW/6.709MWh单元系统组成,即储能电站总功率/总能量为100.8MW/214.688MWh。每个储能单元包含1台20尺3.15MW变流升压一体舱和1台40尺6.709MWh电池集装箱。电池集装箱采用非步入式设计,采用全球最先进的1500V液冷磷酸铁锂电池(宁德时代)技术,拥有独立的供电系统、温度控制系统、隔热系统、阻燃系统、火灾报警系统、消防系统、应急系统等自动控制和安全保障系统,内部集成储能电池柜、汇流柜、控制柜、消防系统等。

  箱体分为2个20尺独立舱体,现场组合为40尺单元。2个舱体分别安装9个电池电柜、1台液冷机组、1套液冷管路、1台控制柜、1台负荷柜、1台除湿机、1套消防预警系统及1套气体灭火系统。

  四、建设情况

  (一)基本情况

  三峡庆云储能电站位于山东省德州市庆云县,由三峡集团所属中国三峡新能源(集团)股份有限公司投资建设,是三峡集团服务能源绿色低碳转型,持续推进高质量发展,助力“碳达峰、碳中和”目标实现的重要项目之一。项目一期100兆瓦/200兆瓦时项目已于2021年12月并网。项目规划总容量300兆瓦/600兆瓦时,分二期建设。建成后将是国内规模最大的电网侧共享独立储能电站。

  2021年5月14日,庆云一期项目取得山东省建设项目备案证明,2021年12月30日并网,创造了“当年备案,当年开工,当年并网”的三峡速度。

  项目一期新建220kV升压站1座,升压站内安装1台120MVA(220/35kV)主变。储能单元逆变升压后,经35kV集电线路接入升压站35kV配电装置。储能电站220kV采用双母线接线,一期采用1回220kV架空线出线。在尚堂中广风电场~守义线路终端开断π接。山东省电科院按照GB/T 36548—2018《电化学储能系统接入电网测试规范》对电池进行性能测试,三次充放电转换效率测试结果分别为90.3%、88.76%、86.5%,平均效率为88.5%,在山东省首批5个独立储能示范项目中名列前茅。

  (二)技术特点

  1.采用液冷储能热管理技术,每只集装箱装配2台液冷机组,液冷管路直接接触电芯,箱体内电芯温差控制在2℃。

  2.采用非步入式全球最先进的1500V液冷集成方案,内部取消运维通道,采用外维护方式,拥有更高的能量密度,需要更少的建设用地,节约施工及电缆成本。

  3.专用的复合式探测器能精准定位着火点,采用全氟己酮作为灭火剂,环境友好性突出。

  五、运行情况

  (一)总体情况

  庆云项目一期参与2022年春节保供,参与调峰9次,充电量177万千瓦时,放电量157万千瓦时,累计充放电合计334万千瓦时,在累计充放电量方面居山东首位,为春节期间保供交出一份“满意”的答卷,为保障人民群众春节用电彰显了“三峡担当”。

  2022年3月2日进入市场化交易以来,充放电转换效率83.3%,充放电价差在山东省5家独立储能排名中名列前茅,真正发挥了独立储能“移峰填谷”调节能力。

  (二)运行方式

  1.采用自调度模式,区别传统电站运营模式现场团队仅参与现场运维管理,不再是电站经营管理的核心。电站采用自调度模式,后方营销团队提供技术支持,现场团队主要负责场站的日常运维、异常处理、事故处置、安全管理、后勤管理、营销配合等工作。

  2.营销小组制定充放电策略,完成电能量申报。储能电站具备一次调频、AGC功能,经测试就地AGC功能投退正常。三峡能源庆云储能示范项目积极研判电力市场交易形势,以最短时间完成交易用户注册,在山东储能现货交易首个运行日顺利完成交易出清,正式成为现货交易市场的储能交易主体。营销小组根据交易平台披露的电网运行预测信息,预测燃煤机组出力情况,寻找历史相似出力情况对应的日前电价,预测运行日日前电价。参考购买电价服务融合元储提供的T+1日预测电价,在满足最低价差条件下,结合设备充放电性能,在竞价日12:00前,现货交易小组通过山东电力交易平台申报运行日参与电能量市场,申报运行日96点自调度曲线(充/放电力单位为MW)。

  3.数字化、智能化发展,实现储能电站高效可控数字化技术与业务深入融合和赋能,发挥数据生产要素价值的核心作用,运行人员准确记录电站日常运行状况,监视全站设备的运行数据(电池温度、有功功率、无功功率、功率因数、电压、电流、频率及各种电量数据等),掌握设备健康状态,分析及提升运营状况及效益,提供设备运行、检修决策支持,提前发现设备隐患、缺陷,及时进行处理,提高风险预控水平,实现项目全生命周期管理过程的可观可控。

  (三)加强风险管控,做到本质安全

  庆云储能电站编制并发布《安全生产管理办法》《不安全事件报告和调查处理规定》《危险源辨识与安全风险分级管控管理办法》《安全生产检查工作办法》《安全事故与灾害应急救援管理办法》等安全管理制度和环保制度等制度文件33项;编制并发布储能项目《电化学储能电站危险源调查表》《电化学储能电站安全风险评价、控制措施清单》《电化学储能电站重点管控安全风险清单》文件3项。同时,为强化安全生产意识,落实安全生产责任,成立安全生产工作领导小组、应急管理领导小组、防洪度汛领导小组。领导小组在项目上设立安全生产办公室。

  六、商业模式及盈利情况

  目前电站收益主要来自三个方面:现货市场电能量交易收益、容量市场补偿收入,容量租赁市场租金。

  1.现货市场电能量交易收益

  作为第一批独立储能示范项目,庆云储能电站于2022年3月2日开启现货交易模式,成为山东省乃至全国首批进入现货交易的独立储能电站。《山东省电力现货市场交易规则(试行)》规定:满足电网接入技术要求的独立储能设施以自调度模式参与电能量市场。参与电能量市场时,储能设施主体在竞价日通过山东电力交易平台申报运行日自调度曲线,在满足电网安全运行和新能源优先消纳的条件下优先出清,并接受现货市场价格。

  2022年5月24日,国家发改委、能源局下发的《关于进一步推动新型储能参与现货市场和调度运用的通知》,通知指出:独立储能电站向电网送电的,其相应充电电量不承担输配电价和政府性基金及附加。该项政策自2022年7月开始执行。

  2022年3月庆云项目参与市场化交易以来,累计下网电量4000万千瓦时,上网电量3300万千瓦时,充放价差0.25元/kWh。2022年11月29日《山东省发展和改革委员会关于工商业分时电价政策有关事项的通知》指出:容量补偿电价、电网企业代理购电用户代理购电价格执行分时电价政策。高峰时段上浮70%,低谷时段下浮70%,尖峰时段上浮100%,深谷时段下浮90%。自2023年用户侧容量补偿电价执行分时电价政策,储能充电时间段作为电网企业代理购电用户,深谷时段及谷时段充电成本下降,峰谷价差收入进一步扩大,1月份峰谷价差收入达到0.3元/kWh。

  2.容量市场补偿收入

  《关于2022年山东省电力现货市场结算试运行工作有关事项的补充通知》指出:储能电站日发电可用容量=(储能电站核定充电容量/2)×K/24,K为储能电站日可用等效小时数,包括电站运行状态、备用状态下的小时数(初期电化学储能电站日可用等效小时数暂定为 2 小时)《山东省人民政府关于印发2022年“稳中求进”高质量发展政策清单(第四批)的通知》规定:坚持新型储能市场化发展方向,推动独立储能示范项目积极参与电力现货交易,暂按电力市场规则中独立储能月度可用容量补偿的2倍标准执行。现阶段,庆云一期独立储能示范项目容量补偿收入参照电力现货市场燃煤机组容量补偿标准的1/6执行。庆云独立储能示范项目参与现货市场交易电费收入实现日清月结,按月支付。

  3.容量租赁市场租金

  《山东省风电、光伏发电项目并网保障实施办法(试行)》(征求意见稿)指出:优先支持建设使用大型共享储能电站的项目,其次支持配建储能的项目,再次支持租赁储能的项目。山东分公司积极对接储能租赁单位,落实储能租赁收益。现庆云储能一期项目容量租赁已确定84.8MW/169.6MWh,已租赁容量占全容量比例84.8%。

  参与本次调研的单位包括:中国化学与物理电源行业协会、中国化学与物理电源行业协会储能应用分会、中国科学院电工研究所、天津市松正电动汽车股份有限公司、武汉亿纬储能有限公司、北京宝光智中能源有限公司、三花新能源热管理科技(杭州)有限公司、新风光电子科技股份有限公司、上海精能动力科技有限公司、上海派能能源科技股份有限公司、苏州玻色智能科技有限公司、河南辉煌科技股份有限公司、厦门海辰储能科技股份有限公司、浙江南都电源动力股份有限公司、西安中车永电电气有限公司、厦门科华数能科技有限公司、广东申菱环境系统股份有限公司、深圳市恩玖科技有限公司、杭州华塑科技股份有限公司、青鸟消防股份有限公司、国安达股份有限公司、广东欧科空调制冷有限公司、湘能楚天电力科技有限公司、三河同飞制冷股份有限公司、Intertek天祥集团、物产中大金属集团有限公司、广东零壹工业技术有限公司、《第一财经》、《21世纪经济报道》。

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作者:新能源采编
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