鋰電服務能源保供 市場交易多方共贏

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　　近年來，新型儲能技術的重要代表——鋰電儲能顯現出良好的產業(yè)前景。在山東棗莊，作為國內技術領先的集中共享式電化學儲能調峰項目，華電滕州儲能項目實現應急啟動和頂峰發(fā)電，為保障區(qū)域電網穩(wěn)定作出貢獻。

　　截至去年底，華電滕州儲能項目累計充電6200萬千瓦時，放電5000萬千瓦時。

圖①：華電滕州儲能項目。劉忠霖攝(人民視覺)圖②：鋰離子電池儲能艙圖示。漢 青制圖(星球研究所)

　　電力富余時充電，電力不足時放電，一個大號“充電寶”，能有效緩解電力系統(tǒng)的壓力。近年來，山東省棗莊市布局鋰電產業(yè)全產業(yè)鏈，作為新型儲能技術的重要代表，鋰電儲能顯現出良好的產業(yè)前景。

　　作為國內技術領先的集中共享式電化學儲能調峰項目，位于棗莊的華電滕州儲能項目于2021年12月30日開始滿功率運行。截至2022年12月底，項目累計充電6200萬千瓦時，放電5000萬千瓦時，在北京冬奧會、冬殘奧會，夏季用電高峰和迎峰度冬期間，實現應急啟動和頂峰發(fā)電，充分發(fā)揮了能源保供作用。記者近日來到滕州，實地探訪電化學儲能在當地的發(fā)展情況。

　　充放一體，鋰電池成“充電寶”

　　走進華電滕州新源熱電有限公司(以下簡稱“新源熱電”)廠區(qū)，穿過建筑林立的火電發(fā)電區(qū)，拐進東側鐵柵欄圍成的小院，便是華電滕州儲能項目，100多個白色集裝箱室在此整齊列陣。

　　“這是我們項目的儲能電站，包含了80個電池艙和40個變流升壓艙組成的磷酸鐵鋰電池儲能系統(tǒng)，以及1兆瓦/2兆瓦時的全釩液流電池儲能系統(tǒng)，整個電站功率為101兆瓦，總容量為202兆瓦時。”新源熱電生產技術部電氣專業(yè)工程師劉柱說著，指了指旁邊一棟二層小樓，“那是配電樓，里面有儲能電站的‘大腦’——能量管理系統(tǒng)，它發(fā)出指令，電站才能運行。”

　　電站與電網相連，但是由于電網流動的是交流電且電壓較高，儲能電站電池艙內則是直流電，因此充放電時必須進行轉換。充電時，電網110千伏的電首先經過一臺高壓變壓器降壓后，進入配電樓內的35千伏母線，才能進入艙體。

　　走到一個白色集裝箱前，運行部電氣專業(yè)工程師陳琳打開變流升壓艙門，正對著一扇小窗，里面是一臺變壓器，過道兩側各有兩臺雙向變流器。“35千伏的電在此還要再進行一次變壓，降為400伏，電經過前后兩級變壓，隨后流入雙向變流器，從交流電轉換為直流電，類似于手機充電時的‘充電器’。”

　　在此集裝箱兩側，各有一個電池艙。進入狹窄的艙內，左右兩側密布著電池組，“這相當于每個電池艙有兩塊‘充電寶’，共計2940個電池芯。”陳琳說，轉換完成的電通過4臺變流器繼續(xù)流入電池艙，就可以開始充電了，一個變流升壓艙可以帶動兩個電池艙。放電的過程則相反。

　　“鋰電池過充和過放都會存在安全隱患，為了避免此現象發(fā)生，每個電池艙安裝了210個電池管理系統(tǒng)，類似于傳感器，可以實時監(jiān)測每個電池芯的狀態(tài)。”劉柱說。為保障鋰電池安全運行、控制溫度在35攝氏度以下，劉柱還帶領團隊研發(fā)了儲能電池艙空調自動控制系統(tǒng)，可以實時感知艙內溫度并自動調節(jié)，讓鋰電池在夏季也可以滿功率運行。

　　參與調峰，促進電力系統(tǒng)清潔穩(wěn)定

　　走進配電樓控制室，LED顯示屏上正展示著能源管理系統(tǒng)，儲能電站的所有子系統(tǒng)和電池艙、變壓器、空調、消防等各類數據匯聚于此，可以隨時調取查看。

　　“儲能電站每天充放電時間不完全相同，我們要根據各種數據預測次日充放電曲線，并報送給國家電網山東省調度中心，由中心統(tǒng)一安排。”劉柱說。

　　今年1月21日18時，儲能電站準時啟動，對“充電寶”實行放電，控制室內屏幕上，每塊電池電量數字不停跳動。“正常情況下，儲能電站每天充電兩小時左右，一次可充22萬千瓦時電量，放電18萬千瓦時。參與調峰時，兩三秒就能滿負荷運行，類似于汽車起步，可以快速響應。”劉柱說。

　　據了解，山東新能源裝機規(guī)模較大，目前滕州用于發(fā)電的新能源主要是風電和光伏，尤以光伏居多。“風力、光伏發(fā)電的季節(jié)性波動比較強，對儲能要求更高，需要建立儲能電站提升新能源消納能力，否則可能會產生棄風棄光的現象，造成資源浪費。”滕州市能源事務中心副主任王延磊說。

　　“比如，2022年迎峰度夏期間(6月至9月)，為保障電力正常運行，我們累計充電2095萬千瓦時，放電1798萬千瓦時。”劉柱介紹，除了穩(wěn)定新能源發(fā)電帶來的電網負荷外，電化學儲能對常規(guī)火電也是重要輔助，既能保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定，還能減少碳排放。“按照現在儲能電站的儲能能力，每年可以增加消納新能源電量1億千瓦時，壓減煤炭消費約3.1萬噸，減排二氧化碳8.9萬噸。”

　　積極探索，參與現貨電力交易

　　每天，新源熱電營銷調度部專業(yè)工程師龔學仲的一項重要工作就是盯著電力市場價格，通過充放電價差獲得收益。

　　“今年開始，山東對新型儲能實行市場化運作，并入山東電力現貨交易平臺運行，平臺上面可以在線查詢電網實時運行數據、負荷預測情況、電力用戶用電歷史負荷曲線等關鍵信息。”龔學仲說，2022年3月1日，華電滕州儲能項目正式參與電力現貨交易，成為全國首批參與現貨交易的儲能項目。

　　在交易平臺上，電力現貨出清價格每15分鐘變動一次，按小時結算。龔學仲和另一名同事要預測次日電站充放電曲線。“我們一般要提前看三天到一周的天氣預報，總結統(tǒng)計規(guī)律，關注實時電價。”龔學仲說，電網電力富余時，電價很便宜，放電價格則每千瓦時電能夠達到五六毛錢。

　　龔學仲介紹，目前華電滕州儲能項目的營收渠道除電力現貨交易外，還包括容量補償和容量租賃。“政府設計了容量成本回收機制。”龔學仲說，電力現貨交易平臺對參與現貨市場的發(fā)電主體進行可用容量成本補償，費用從用戶側按照每千瓦時電9分9收取，此前主要是對參與現貨交易的火電和新能源企業(yè)進行補償，為推動新型儲能市場化發(fā)展，山東將首批參與電力現貨交易的儲能電站按月度可用容量給予適當容量補償費用。

　　可用容量如何計算?2022年6月，山東發(fā)文要求根據儲能電站核定充電容量和備用狀態(tài)下的小時數進行計算，目前按照儲能電站裝機容量的1/6進行補償。

　　除此之外，華電滕州儲能項目還對容量租賃進行了探索。相較分布式儲能電站，華電滕州儲能項目的集中式優(yōu)勢突出。“按照規(guī)定，建設新能源場站必須配備一定容量的儲能電站，但是這種分布式儲能電站質量參差不齊，管理難度大，不受調度中心指揮，電力調節(jié)作用弱。”王延磊說，有了集中式儲能電站，新能源場站可以從電站租賃容量指標，無需自行建設，通過共享實現多方共贏。

　　現在，華電滕州儲能項目全部容量實現了短期集中共享。據了解，山東省儲能電站容量租賃市場前景廣闊，華電滕州儲能項目租賃企業(yè)主要為中國華電集團有限公司內部5家企業(yè)，滿租后可達預期收益。

　　“從目前運行情況看，儲能電站全年大約可以充放350次，首年參與現貨市場便達到收支平衡，今年山東省容量補償電價執(zhí)行分時峰谷系數，將進一步擴大儲能電站現貨收益。”龔學仲表示。（記者王沛）