能源清洁化转型是世界各国能源战略的重要方向。在“碳达峰、碳中和”目标的引领下,我国电力系统进入了构建以新能源为主体的新型电力系统的发展阶段,将面临一系列新问题、新挑战。
电化学储能作为支撑新型电力系统的重要技术和基础装备,具有能量密度大、动态支撑能力强、响应速度快等优势,能够为电网提供优质可调资源,其规模化应用是破解我国新型电力系统运行安全性和灵活性及新能源消纳等难题的有效手段。
国内外现有研究多以单个变流器或储能电站的单一功能展开,无法有效发挥电化学储能全方位技术优势,成为限制其规模化应用的主要瓶颈。本项目从分布式电化学储能在电网侧多点布局、规模化聚合及运行控制需求出发,研究和解决了电站化系统集成、集群化聚合控制、工程化高效应用等关键技术问题,实现了分布式储能电站的百兆瓦级规模化应用。
1、提出了支撑电化学储能电站的状态评估、运行控制、能量管理和安全防护的整套核心技术,为电化学储能电站在电力系统中的安全高效应用奠定了基础。
2、发明了规模化分布式电化学储能电站集群多目标控制方法,通过“分散布局、聚合控制”,解决了分布式电化学储能电站在电力系统中聚合应用关键技术难题。
3、建立了分布式电化学储能电站在电网中应用的技术体系,建成了世界首个百兆瓦级分布式电化学储能电站示范工程,首次实现了规模化分布式电化学储能电站在电网的工程应用。
项目建成了总容量***兆瓦/***兆瓦时的16个分布式电化学储能电站,实现了200ms内的快速功率支撑。提升了华中-华北联网系统稳定运行极限100兆瓦,提高哈密-郑州特高压直流输电能力60兆瓦;提升了兰考等地区扶贫光伏消纳能力,保障了国家战略实施。
项目成果经黄其励院士、程时杰院士鉴定,整体达到了国际领先水平。项目成果支撑了电化学储能运行控制相关标准编制,引领了行业发展;在河北、青海、江苏、福建、西藏、内蒙等多个储能电站工程项目及多家储能产业链单位的推广应用,带动了电力企业转型升级以及宁德时代等国内多家电池储能企业的产品研发,推动了电化学储能及相关产业的健康发展。项目近三年新增直接经济效益***亿元,间接经济效益***亿元。
项目获得中国发明专利授权30多项,授权美国专利3项、颁布国家标准2项、出版专著3部。
评价单位:“科创中国”新型电力系统装备产业科技服务团 (中国电工技术学会)
评价时间:2022-09-05
综合评价
随着大容量特高压直流输电工程的不断建成投产和具有强随机波动性的新能源发电并网容量的逐步增加,电力系统电力电子化特征日趋明显。一方面,高占比新能源造成电网运行灵活性下降,弃风弃光压力增大;另一方面,由单一故障引起的特高压交直流混联受端电网的连锁故障风险显著增加,电网应对紧急故障的稳定控制手段亟需加强。
分布式电化学储能规模化应用关键技术及工程示范项目由“产、学、研、用”一体化的专业团队共同开展研究,从分布式电化学储能在电网侧多点布局、规模化聚合及智能化运行需求出发,研究和解决了定容、选址、系统集成、协同调度和多目标控制等关键技术问题,建立了电化学储能电站在电网中应用的完整体系,提出了分布式电化学储能电站集群多目标控制方法,通过“分散布局,聚合控制”,突破了电化学储能电站群在电网中应用的关键技术瓶颈,随后又研制成功世界首套集群式电化学储能电站调度控制系统,并在国内率先实现了百兆瓦级分布式储能电站的工程示范应用。
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