赵波：微网项目研究成果与储能的发展

2015年6月3日，由国家能源局指导，中关村储能产业技术联盟(CNESA)与杜塞尔多夫展览(上海)有限公司共同主办的“储能国际峰会2015”在北京召开。在“2015分布式光伏与储能系统论坛及岛屿能源国际会议”平行分论坛上，浙江省电力公司电力科学研究院的高级工程师赵波先生做了题为《微网项目研究成果与储能的发展》的主题演讲，以下为演讲内容。 浙江省电力公司电力科学研究院的高级工程师赵波： 大家好，非常高兴有这个机会跟大家做一个交流。今天我给大家汇报的是我在近六年来开展的微电网项目中与储能有关的一些经验。 储能发展的未来 近年来储能产品的价格直线下降。2007年，65千瓦的分布式光伏系统价格在56000元到60000元每千瓦，现在的价格不到万元。铅酸电池、锂电池、甚至液流电池的价格都在降低。储能的成本逐渐向市场化靠近。然而和电价比起来，储能的价格仍然是制约其发展的重要因素，工业化储能尚未进入实用阶段。集中式储能及家庭企业自主储能是未来的趋势。未来将呈现分布式储能和大电网共生共存，相互依存的状态，储能在未来的电力系统发展是很有前途的。 微电网工程介绍概述 近三年我们参与了三个比较大的岛屿微电网工程，岛内人口分别为300人、2250人和8210人，其中两个是离网型，一个为并网型。储能材料包括铅酸电池、铅碳电池超级电容、磷酸铁锂电池超级电容等主流形式的负荷储能。项目有效地增加了岛屿的供电能力、可靠性和可再生能源的利用效率，可再生能源渗透率达到50%左右。 接下来是有关南麂岛项目的情况。它采用的是双母线结构，二次结构，IEC61850标准，增加了可靠性，实现了需求侧的管理。技术方面已臻完善，但模式需要进一步和用户沟通及讨论。南麂岛采用的能量管理系统，滚动优化技术，每15分钟做一次滚动优化。更精准地进行预测，更有效地控制储能，使可再生能源利用率加大，减少弃风弃光量。这里采用的电压稳定控制、频率稳定控制等最新技术，是在国际上领先的黑启动模式。从南麂岛日发电量统计图中可以看出，从10月26日-31日的渗透率非常高，全天都在使用可再生能源，风光储，火、柴发电全部停运，但是在风、光能不好的情况下渗透率则会较低。 微电网工程涉及的相关技术 首先是微电网工程的优化配置，即把风、光资源和可再生能源的渗透率函数进行综合分析，从而得到配制储能的数据。如果配制不合理，整个微电网的运行成本会加大，后面的评估也会很差。由于可再生能源发电系统和储能系统价格比较高，从全生命周期和现有的能源和储能系统的价格来看，较小的方案有优势。可再生能源控制在50%左右是比较经济的，我国很多项目达到70%—80%，从评估的角度来说经济成本会很高。我们在众多项目中只有东福山和南麂岛两个项目做过配制分析。东福山的成功在于，四年没有换过储能系统，只换过几节电池，铅酸电池非常坚挺，至少每天要做一个短期充放电。 其次是负荷储能技术。我们通过储能模型和现有的实际装置进行分析，最终在实验室搭建了一个平台，设有各种各样的能量型和功率型的储能设备。南麂岛4兆瓦时的能量型储能系统和1兆瓦15秒的功率型储能系统配合运行，其结果并不理想。这涉及到有技术上和硬件上的问题，设备延时平滑效果不理想。现在用超级电容来增加能量型储能的寿命，理论上增加了6.6%。一些专家认为锂电池本身在浅充浅放的时候，也能充当超级电容，该观点我比较认可。 第三，关于运行控制的需求。能量型储能系统运行控制对整个储能寿命的影响十分巨大，我国已攻克了核心技术难关。并网型微电网和独立型微电网的控制逻辑是不一样的，根据不同需求做出相应的管理系统。目前，国内尚没有真正的微电网管理系统，多是传统的变电自动化，只是能量管理系统，没有实质性的策略。 在工程方面，电池堆在出厂时要做好内组的一致性。很多电池厂商的模块化尚不成熟，BMS系统集成还在用手工接线的方式，国产的精度非常差，国外的则价格比较昂贵。锂电池对温控、防爆和防火的要求很高，如果在海岛应用还要考虑到防腐蚀的问题。在能量转换系统方面，国内的每个厂家都有不同，在技术和测试上缺乏统一的标准。因此，在众多的微电网工程中，集成调试的工作量会相当多。同时运行的一致性尚无很好的解决办法，涉及到更加繁多的问题，由于时间关系在这里我就不一一讲述了。 我的汇报到这里，谢谢。