蓬莱电厂用上四种“充电宝”

本刊记者 孙庭阳 | 山东(shāndōng)报道 6月12日，国家能源集团山东蓬莱公司(gōngsī)10.1 万千瓦/20.5万千瓦时（功率 10.1 万千瓦，容量20.5 万千瓦时）复合储能电站(diànzhàn)项目（下称“蓬莱复合储能电站”）通过(tōngguò)验收。建设者欢呼雀跃(huānhūquèyuè)。 蓬莱复合储能电站是国内首个集成4种新型储能技术的复合型智慧储能示范(shìfàn)项目，要协同(xiétóng)发挥4种储能技术最大效力，为储能行业(hángyè)做出示范。 约3个月前，蓬莱复合储能电站(diànzhàn)一次并网成功。从那时起，该项目开始试运行，如今终于正式(zhèngshì)商用。 近期，本刊记者一行走进(zǒujìn)蓬莱(pénglái)复合储能电站，了解这一项目的最新进展。 国能集团蓬莱复合储能电站(diànzhàn) “储能电站立项之初，目的是消纳山东新能源电力波动。现在看来，恰好(qiàhǎo)契合了电力市场发展态势。”国家能源蓬莱发电(fādiàn)(fādiàn)有限公司（下称“蓬莱发电”）副总经理王军海介绍。 作为排名靠前的经济大省，山东省(shāndōngshěng)的电力供应端和用户端有着“甜蜜的烦恼”。2024年10月，山东省新能源(xīnnéngyuán)发电(fādiàn)装机规模(guīmó)历史性超过煤电；今年5月，山东省新能源和可(kě)再生能源装机占比超过51%。新能源发电有随机性、波动性、间歇性的特点，出力与电网负荷需求难以实时匹配。 例如，光伏发电(fādiàn)机组在午间阳光充足时，发电量高(gāo)，此时恰逢用电低谷(dīgǔ)。晚间，光伏发电到了低谷，此时到了用电高峰。风力发电机组的发电效率与风速大小和稳定性有直接关系。 电网需要实时(shíshí)电量平衡，山东省内现有机组运行(yùnxíng)调整能力已发挥至极致，但仍有时段性弃电情况发生，迫切需要调节性电源发挥调峰(diàofēng)、调频作用，保障电力系统安全稳定运行。 为(wèi)解决这类问题，国家发展改革委和(wěihé)国家能源(néngyuán)局在《“十四五”新型储能发展实施方案》里明确，积极支持各类主体开展共享储能、云储能等创新商业模式的应用示范。这些储能设施，被人们形象(xíngxiàng)的称为大型“充电宝”。 结合地区电力系统的调节需求和国家能源集团的发展规划，作为储能应用(yìngyòng)先行(xiānxíng)军的山东与国家能源集团协作，蓬莱复合储能电站项目建设启动(qǐdòng)。 多技术路线(lùxiàn)的产业实践 “与部分电站最多两三种储能(chǔnéng)方式(fāngshì)不同，蓬莱复合储能电站肩负着科研项目(kēyánxiàngmù)产业化(chǎnyèhuà)落地的重任，创新性融合了飞轮、磷酸铁锂、钠离子和全钒液流4种储能方式，成为目前业内技术路线最多的储能电站。”蓬莱发电总经理李智华告诉记者。 飞轮(fēilún)调频反应速度快，可达毫秒级；磷酸铁锂电池技术成熟、能量密度高；钠离子电池低(dī)温性能好、安全性较(jiào)高；全钒液流电池可深度放电而自身损害较低，寿命可长达10～20年。 该项目是国家能源局及国家级新型储能试点示范项目、国家能源集团科技(kējì)项目，需要国能(guónéng)信控技术股份有限公司（下称(xiàchēng)“国能信控”）做好协同控制关键技术，让各种储能方式都发挥各自优势。 “项目设计实现4种多技术协同作战，目的是能弥补单一储能技术能量密度和寿命的不足，扬长避短，全面覆盖短时调频、中长时调峰(diàofēng)等多种需求场景。”蓬莱发电副总经理李跃林介绍，“我们(wǒmen)这个项目，就是要在实际运转中积累经验，为(wèi)同行做出(zuòchū)示范。” 试运行两个月，4种储能方式协同的优势得到了充分(chōngfèn)验证。 飞轮调频可以在收到调度指令(zhǐlìng)信号后100毫秒以内达到满功率充电或放电(fàngdiàn)状态。据蓬莱发电电气专工孔令勃介绍，他们采用(cǎiyòng)了全球单体最大的磁悬浮(cíxuánfú)飞轮装置，能辅助蓬莱电厂燃煤机组(jīzǔ)快速、准确跟随调频指令，有效提升机组的综合调频性能，释放火电机组自身发电能力，提升设备可靠性。 2024年11月(yuè)，4MW级磁悬浮飞轮入选国家能源局第四批首台(shǒutái)（套）重大技术装备名录。 国能信控项目工程师翟飞飞介绍，项目使用新一代磷酸铁锂电芯，比前(bǐqián)一代更(gèng)节能、装配简化程度更高(gènggāo)、施工量更少。“公司在江苏有专业的储能生产基地，组装集成后运送到这里，接线后就能使用，比在现场集成效率更高、质量更稳定(wěndìng)。” “我国全钒液流(yèliú)电池(diànchí)储能技术水平处于国际领先地位(lǐngxiāndìwèi)，但受到(shòudào)成本制约(zhìyuē)，目前尚未大规模产业化。”据国能信控副总经理张传升介绍，国能信控和北京低碳清洁能源研究院合作研发(yánfā)的液流电池系统设备，首次应用了国家能源集团自主研制的大功率电堆，能量效率大幅提升。“相信随着全钒液流电池的广泛应用，成本能更快地降下来，推动全钒液流电池储能技术产业化进程。” 钠离子因技术壁垒和商业化进程较慢，国内应用并不多(bìngbùduō)。蓬莱复合储能电站的钠离子电池使用了一组电池，用于提高储能电站的安全性(ānquánxìng)。 截至目前，蓬莱复合(fùhé)储能项(xiàng)目已经获得20项发明专利(zhuānlì)，实用新型专利受理4项，软件著作权登记3项，论文发表7篇，其中5篇发表在核心期刊。 本刊记者 孙庭阳I摄(shè) 国能集团蓬莱复合(fùhé)储能电站工作人员监控设备运行 充放电次数越多，电站效益越好(hǎo) 科研项目(kēyánxiàngmù)产业化落地的另一个关键(guānjiàn)是，如何为客户(kèhù)创造价值，使储能项目“建得好、用得好、管得好”。在蓬莱复合储能电站设计之初，这个问题就被充分考虑。 “实现电价低谷时充电(chōngdiàn)，电价高峰时放电，为电网‘削峰填谷’稳定运行(yùnxíng)贡献力量的同时，获得经济效益。”张传升解读储能电站的盈利模式(yínglìmóshì)。 据蓬莱发电设备管理部副主任李松涛介绍，今年“五一”期间(qījiān)，山东省午间时段的上网电价是-0.08元/度(dù)，晚间用电高峰时电价约0.6元/度，能(néng)利用好这个时段才能让储能电站实现效益最大化。 国能信控新能源(xīnnéngyuán)业务中心总经理张毅博告诉本刊(běnkān)记者，作为电厂(diànchǎng)智能化解决方案的提供商，多年的经验让他们对电厂经营模式理解得更深，在搭建涉及交易决策的协同调度系统时，作出了合理决策。 据张毅博介绍，调度系统(xìtǒng)包含能量调控与交易决策两大模块，以(yǐ)山东电力市场交易规则为前置条件，以复合(fùhé)储能系统的(de)综合能效最优化以及(yǐjí)保障运行安全可靠为目标，综合考虑锂电池、钠电池、液流电池的寿命、健康度、荷电状态、运行成本等，在各种电池间合理分配功率。当然，还要参考市场预测信息，以经济效益最优为目标，寻找充放电计划(jìhuà)的最优解，实现多形式复合储能优势互补和高水平运营。 “这样，才能达到既保障(bǎozhàng)电厂收益又主动支撑电网安全稳定运行的(de)效果。”李松涛说。 项目每年充放电次数越多，电站的(de)经济效益会越好。据悉，项目转入商业运营后(hòu)，储能电站可实现每天约9万元的盈利。 为了对储能电站多(duō)形式储能系统进行全面的、深入的综合管控，蓬莱复合储能电站还配置了一套(yītào)储能综合运维管控平台，能够从电池运行机理方面对热失控等故障提供及时、准确(zhǔnquè)的早期预警(yùjǐng)信息，以帮助管理人员及时采取措施，预防事故(shìgù)发生。平台预警诊断准确率大于95％，运维成本降低20%，真正实现了降本增效。 有了储能(chǔnéng)电站，机组响应速度和(hé)调节能力都会提高。项目提升了机组支撑(zhīchēng)电网安全稳定运行的能力，还能通过现货交易、容量补偿和辅助服务等提升相关收益。”李智华说，“健全储能收益机制，是引导产业健康发展(fāzhǎn)的必要条件。”