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分布式电化学储能规模化应用关键技术及工程示范

成果类型:: 新技术

发布时间: 2022-09-01 13:34:34

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:“科创中国”新型电力系统装备产业科技服务团| 刘淼 | 2022-09-02 10:39:55
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。

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。

项目建成了总容量100.8兆瓦/125.8兆瓦时的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14.53亿元,间接经济效益11.32亿元。 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。

提高特高压交直流通道输送能力,保障我国能源大范围的优化配置。

以河南电网为例,天中特高压直流额定输送功率为800万千瓦,当前实际输送540万千瓦,通过配置规模化的分布式储能电站,可提高天中直流输送功率至额定值。

促进新能源消纳,保障国家能源转型战略的实施。

规模化分布式储能可促进本地区和跨区的新能源消纳,有利于加快能源生产、消费绿色转型,推动主体能源由化石能源向可再生能源转变,保障国家能源转型战略的顺利实施。以青海为例,基于储能与光伏发电的联合调控,解决大规模集中式光伏发电的送出和消纳难题。

推动电化学储能相关技术及产业发展。

电化学储能工程的实施,带动了储能电池、储能变流器、监控系统等产品的技术进步,促进了我国储能产业发展和技术进步。

提供事故备用,保障工农业及居民用电可靠性。

我国经济的快速发展,对于电能质量和供电可靠性的要求也越来越高,储能装置在自然灾害或是电网紧急事故时,可提供紧急功率支撑和应急响应,保障工农业及居民的用电需求。

自行投资实施转化