NEC韓?。簝?chǔ)能系統(tǒng)是解決電網(wǎng)閉鎖重要技術(shù)干預(yù)手段
2016-11-30 10:16:04
摘要：NEC韓丁在2016中國儲(chǔ)能技術(shù)與應(yīng)用大會(huì)上表示，電網(wǎng)里面經(jīng)常存在擾動(dòng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)是解決電網(wǎng)閉鎖、大規(guī)模停電的重要技術(shù)干預(yù)手段，在保障整個(gè)電網(wǎng)頻率方面起到至關(guān)重要的作用。
以下為韓丁演講文字實(shí)錄：
韓丁：感謝各位來賓，感謝各位專家領(lǐng)導(dǎo)參與，今天很有幸在這里和大家花點(diǎn)時(shí)間討論儲(chǔ)能，討論普星以及我們的合作，還有我們所有的GSS相關(guān)儲(chǔ)能技術(shù)及在中國市場的應(yīng)用。
之前我可能有一些小小插曲，我們的總裁到后沒有和材料現(xiàn)場同步，在這里跟大家說聲抱歉，希望大家理解。今天我們講的題目是GSS儲(chǔ)能技術(shù)與應(yīng)用，切合今天大會(huì)主題，首先感謝主辦方，感謝中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)對(duì)我們主辦這次會(huì)議表示非常感謝。
今天主要想講的是想和大家探討一下儲(chǔ)能技術(shù)以及與我們商業(yè)運(yùn)行項(xiàng)目，儲(chǔ)能技術(shù)在全球范圍之內(nèi)現(xiàn)在有很多商業(yè)范圍運(yùn)行。在中國的儲(chǔ)能項(xiàng)目更多可能還是屬于示范階段，我們希望能夠通過NEC和普星在這次中國的合作能夠把我們的優(yōu)勢技術(shù)，實(shí)力包括我們對(duì)中國市場展望都融入到儲(chǔ)能建設(shè)當(dāng)中去。
電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能當(dāng)中我們已經(jīng)越來越多的看到有很多電池介入到電網(wǎng)里面，這些電池為我們電網(wǎng)提供不可或缺的儲(chǔ)能系統(tǒng)的支持。儲(chǔ)能系統(tǒng)可以做什么？應(yīng)用價(jià)值非常廣泛，我們可以簡單來說儲(chǔ)能系統(tǒng)是一個(gè)非常強(qiáng)一個(gè)系統(tǒng)工具。為什么這樣說？因?yàn)閮?chǔ)能系統(tǒng)在保障整個(gè)電網(wǎng)頻率方面起到至關(guān)重要的作用。我們知道在整個(gè)電網(wǎng)里面會(huì)經(jīng)常存在擾動(dòng)，這個(gè)擾動(dòng)來自哪兒？發(fā)電機(jī)今天突然不轉(zhuǎn)或者說某一個(gè)高架線斷線，大面積停電現(xiàn)象。如果存在這樣一些擾動(dòng)，系統(tǒng)級(jí)別來看，我們會(huì)看到頻率會(huì)存在很大的偏移。頻率偏移不加以及時(shí)解決和干預(yù)，會(huì)出現(xiàn)電網(wǎng)閉鎖，大規(guī)模停電，對(duì)人們生產(chǎn)生活造成不利影響。我們有什么樣的比較好干預(yù)手段？目前來講儲(chǔ)能系統(tǒng)作為重要的技術(shù)干預(yù)手段已經(jīng)得到了廣泛的認(rèn)識(shí)。與火電系統(tǒng)相比，中國很多火電發(fā)電企業(yè)通過調(diào)頻方式解決頻率問題，在某一個(gè)區(qū)間里面。中國和歐洲是50赫茲，北美南美地區(qū)是60赫茲，全國范圍之內(nèi)都有這樣的規(guī)定。
調(diào)節(jié)起來對(duì)于火電機(jī)組發(fā)電，不能以滿載額定負(fù)荷發(fā)電，預(yù)留一小部分進(jìn)行旋轉(zhuǎn)備用。需要的時(shí)候能夠馬上利用，最快速度頂上支持系統(tǒng)頻率。存在問題就是發(fā)電機(jī)本來是發(fā)電機(jī)構(gòu)，發(fā)電機(jī)構(gòu)最擅長事情是發(fā)電。他并不擅長做調(diào)頻的事情，儲(chǔ)能系統(tǒng)以它高效、精準(zhǔn)、快速的響應(yīng)形式，可以以最快的速度、最高的精度釋放它所有能量。同這個(gè)角度來說，儲(chǔ)能系統(tǒng)比火電發(fā)電、水力發(fā)電更具有調(diào)頻上的優(yōu)勢，我們也可以把發(fā)電機(jī)組從它的旋轉(zhuǎn)備用這里解放出來，使它能夠輸出更多的電力，功率可以達(dá)到滿載功率。發(fā)電量更多，對(duì)于發(fā)電機(jī)組來講，對(duì)于發(fā)電企業(yè)來講它的盈利就會(huì)更大，這是儲(chǔ)能系統(tǒng)在調(diào)頻領(lǐng)域，旋轉(zhuǎn)備用很大的價(jià)值。
發(fā)電機(jī)本身提供更多是一個(gè)基本負(fù)荷的作用，希望可以保持連續(xù)不斷運(yùn)行。經(jīng)常起停設(shè)備對(duì)設(shè)備本身有損害，不利于設(shè)備本身壽命，又會(huì)對(duì)設(shè)備本身造成一定的影響，包括耗煤量也會(huì)隨之增加，不利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性。
舉個(gè)簡單例子，幾百兆瓦發(fā)電機(jī)組，真正發(fā)電實(shí)力在75兆瓦左右。不能在最大發(fā)電功率運(yùn)行，不能在最小發(fā)電功率運(yùn)行。假設(shè)它的發(fā)電功率是75%，真正能夠調(diào)節(jié)頻率能力向上25%，向下25%?？墒菍?duì)于同一個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)100兆瓦來說，向上向下都可以調(diào)節(jié)百分之百的功率。這樣等效調(diào)節(jié)實(shí)力是火電機(jī)組四倍，這是其中一個(gè)優(yōu)勢。
另外一個(gè)優(yōu)勢就是儲(chǔ)能系統(tǒng)可以提供無功功率支持。無功功率在電網(wǎng)必須存在，無功功率怎么形成？是由電感負(fù)荷，大量感性負(fù)載，使電網(wǎng)存在，大部分存在于負(fù)荷中心，商業(yè)區(qū)、大的購物中心等等。這些地方有這么多的感性負(fù)載，但是感性負(fù)載我們又知道它在電網(wǎng)、線路上的傳播并不是非常遠(yuǎn)。我們就需要就地消納，儲(chǔ)能技術(shù)是一個(gè)非常好的分布式效應(yīng)非常好，他可以在安裝地點(diǎn)直接進(jìn)行無功補(bǔ)償，電壓支持。這個(gè)角度來講把它安裝在負(fù)荷中心附近就地消納，就地支持可以提升我們負(fù)荷中心的電能質(zhì)量，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。
我們下面講一個(gè)我們公司NEC在全球范圍之內(nèi)的一個(gè)商業(yè)運(yùn)行的項(xiàng)目，這個(gè)項(xiàng)目在智利北部，智利是一個(gè)南美洲國家，整個(gè)國家是很下場走廊帶形狀。從南到北有一條主要傳輸主干線，天生電網(wǎng)建設(shè)就帶來一些電網(wǎng)脆弱性包括冗余性的問題。智利北部有很多的采礦企業(yè)，都是非常大的能耗企業(yè)。自備發(fā)電廠里面都要預(yù)留3-5%作為旋轉(zhuǎn)備用。
我們提供服務(wù)主要是一次調(diào)頻，對(duì)于智利來講可能是0-30秒之間這樣秒級(jí)的響應(yīng)。二級(jí)響應(yīng)從30秒到分鐘內(nèi)不等。儲(chǔ)能主要價(jià)值是在于前面秒級(jí)甚至是好級(jí)這樣的響應(yīng)。
智利能源價(jià)格，08、09年他們的能源價(jià)格非常高，到了300美元每千瓦時(shí)。如果是我們利用儲(chǔ)能系統(tǒng)增加它的發(fā)電量，減少它的旋轉(zhuǎn)備用容量，對(duì)于發(fā)電機(jī)組對(duì)于發(fā)電企業(yè)來講可以節(jié)省非常多的成本。簡單商業(yè)案例08、09年智利能源價(jià)格來計(jì)算，100兆瓦發(fā)電機(jī)組配一個(gè)四兆瓦儲(chǔ)能系統(tǒng)，簡單測算它的投資回報(bào)率非常高，在三年左右。當(dāng)然這個(gè)投資回報(bào)率每年都是會(huì)變化，因?yàn)槟茉磧r(jià)格在變化，成本在變化等等，這是08、09年的案例來說的?？偟内厔菔遣蛔兊?，為什么？因?yàn)榭偟内厔菥褪钦麄€(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格一直到下降，整個(gè)商業(yè)環(huán)境對(duì)于儲(chǔ)能技術(shù)的接納性更高，這個(gè)角度來看儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)勢會(huì)逐年得到提高。
這點(diǎn)我想簡單介紹這個(gè)項(xiàng)目，可以說在全球首例用多個(gè)集裝箱整合在一起的儲(chǔ)能系統(tǒng)。這套儲(chǔ)能系統(tǒng)大小是12兆瓦，它的能量密度是4兆瓦時(shí)，總共有8個(gè)集裝箱，可以看到規(guī)模非常大。這套系統(tǒng)商業(yè)運(yùn)營是09年初，運(yùn)行至今都還是智利最好的一套調(diào)頻系統(tǒng)。由于我們的NEC的第一個(gè)調(diào)頻設(shè)施用的客戶反映非常好，口碑非常好。同一個(gè)客戶也是在智利，又給我們下第二個(gè)訂單。這里規(guī)模更大，有20兆瓦的功率能力，并且有十個(gè)集裝箱。整套系統(tǒng)給智利當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)以及發(fā)電企業(yè)帶來非常大的價(jià)值。這是歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的下跌。歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)可以看到我們NEC的調(diào)頻系統(tǒng)速率非常快，性能非常小，當(dāng)時(shí)發(fā)電機(jī)組實(shí)際運(yùn)行情況，這是頻率的曲線。穩(wěn)定時(shí)候頻率是在50左右，某一個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)下午2點(diǎn)50分，頻率掉到49，非常低的。在這個(gè)時(shí)候我們儲(chǔ)能系統(tǒng)就會(huì)提升作為滿功率輸出，紅色曲線就是我們所配置的儲(chǔ)能系統(tǒng)滿功率放電，就能達(dá)到頻率在兩秒鐘左右的時(shí)候就能把它拉回到正常的頻率曲線之內(nèi)，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行。
同樣這個(gè)也是實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，在電網(wǎng)的頻率突然一下提高的時(shí)候，儲(chǔ)能系統(tǒng)又可以作為一個(gè)負(fù)載可以把頻率拉回到他原來具有的頻率區(qū)間。也和傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)構(gòu)不太一樣，儲(chǔ)能系統(tǒng)是唯一一個(gè)既可以作為放電設(shè)備又可以作為負(fù)載設(shè)備存在于電網(wǎng)的一套設(shè)施。
這里是歷史數(shù)據(jù)的對(duì)比，我們可以看到這是1號(hào)機(jī)組在增加儲(chǔ)能系統(tǒng)之前它的平均功率是127兆瓦左右，增加12兆瓦頻率調(diào)頻系統(tǒng)之后，平均輸出達(dá)到138左右。這138兆瓦是常年歷史經(jīng)驗(yàn)積累，它的效率不僅提高，而且增加了更多的電力收入。這也是同樣的二號(hào)機(jī)組，不多說了。
第二個(gè)應(yīng)用是新能源爬坡率管理。我們引用的是一套在美國夏威夷中風(fēng)電廠聯(lián)合儲(chǔ)能調(diào)頻設(shè)備。新能源爬坡管理是什么？新能源爬坡就是指風(fēng)、光這樣大自然給我們的能量，這些能量看似免費(fèi)，實(shí)際上它具有天生間歇性。以風(fēng)或者是光為燃料的發(fā)電機(jī)組，它的發(fā)電效應(yīng)，它的發(fā)電能力也是存在間歇性。這個(gè)間歇性對(duì)很多電網(wǎng)來講是不可以接受，尤其是在很多島嶼，美國夏威夷等等地方，包括很多國家和地區(qū)都對(duì)發(fā)電功率有要求。每分鐘少于一兆瓦左右，這是爬坡率。我們需要把我們儲(chǔ)能系統(tǒng)以及風(fēng)電控制在每分鐘一兆瓦的波動(dòng)變化率之內(nèi)。波動(dòng)率大的話可能出現(xiàn)的影響就是電網(wǎng)接受不了。
新能源發(fā)電現(xiàn)在有一些很多風(fēng)能和光伏，他們的裝置等等設(shè)備里面已經(jīng)配有比較好的調(diào)節(jié)功能。他這個(gè)調(diào)節(jié)功能是向上調(diào)節(jié)功能。我們有很多風(fēng)很多光的時(shí)候，我們可以讓它逐步緩慢變化。但是如果一旦沒有風(fēng)了，這些風(fēng)能和光能不能夠逐步下降，必須一次性調(diào)起來。可再生能源發(fā)電設(shè)備并沒有很好的向下調(diào)節(jié)機(jī)制，向下調(diào)節(jié)機(jī)制最好滿足的方式，目前來看就是儲(chǔ)能。儲(chǔ)能系統(tǒng)很好補(bǔ)足可再生能源對(duì)于向下調(diào)的需求，滿足當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)對(duì)于可再生能源爬坡率這樣的要求，我們需要技術(shù)調(diào)節(jié)手段。
這是當(dāng)?shù)貎?chǔ)能系統(tǒng)的功能，可以看到11兆瓦功率，4.3兆瓦時(shí)的能量，可以具體細(xì)節(jié)討論為什么也么大。
具體說一說夏威夷這里的風(fēng)機(jī)總共有21兆瓦風(fēng)機(jī)設(shè)備在這里。它的硬性指標(biāo)就是1兆瓦左右每分鐘，我們到底需要多大儲(chǔ)量系統(tǒng)才能滿足要求呢？在座這個(gè)之前，我們可能需要一個(gè)專門的建模團(tuán)隊(duì)，專門的計(jì)算團(tuán)隊(duì)做一些分析。因?yàn)?1兆瓦系統(tǒng)，我們不一定說要配備21兆瓦的儲(chǔ)能設(shè)備。儲(chǔ)能越大，能量越大，成本越高。我們需要有一個(gè)折中，權(quán)衡利弊想法。跟當(dāng)?shù)仉娏蛻艉献鹘涣鳎降孜覀冃枰啻蟮膬?chǔ)能設(shè)備。我們大概做的事情前期數(shù)據(jù)收集，我們收集一整年的數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。我們建立模型，也不是一次性建立就可以完成，需要多次計(jì)算，多次迭代，因?yàn)檫@個(gè)模型也是需要修正，所有模型里的參數(shù)我們需要進(jìn)行微調(diào)。把模型建立好之后，需要當(dāng)?shù)氐臍v史數(shù)據(jù)重新迭代回去，看這個(gè)模型是否適用。
紅色區(qū)域，有多少次的功率違反當(dāng)?shù)匾蟆＝１硎疚覀冇煤艽蠊β屎秃艽竽芰吭谒{(lán)色區(qū)域顯示我們沒有任何一次違反。因?yàn)槲覀儍?chǔ)能系統(tǒng)過大，我們把儲(chǔ)能系統(tǒng)做這么大，成本不夠，我們需要找一個(gè)折中方案。問客戶您是否能接受我們99%的時(shí)間能夠滿足您的要求，1%的時(shí)間可能會(huì)超過這個(gè)爬坡預(yù)期。可以接受，給您降低15%的成本。15%的成本對(duì)照0.1%的爬坡率違章，他們?cè)敢饨邮艹杀尽?br /> 對(duì)一個(gè)完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)需要16MW，7MWH。我們有一個(gè)團(tuán)隊(duì)做建模方面有非常獨(dú)特的優(yōu)勢，積累多年經(jīng)驗(yàn)，我們最后測算出來，如果用一個(gè)11兆瓦，4.3兆瓦時(shí)，可以99%的時(shí)間滿足他的需求。這是非常大的價(jià)值，任何一個(gè)公司都可以說我給你足夠大的儲(chǔ)能系統(tǒng)，當(dāng)然可以滿足你所有的要求。全世界沒有很多家企業(yè)能夠說我給你這樣一個(gè)折中方案，就能夠滿足你日常99%時(shí)間的運(yùn)行，這也是我們核心優(yōu)勢，核心競爭力之一。
循環(huán)次數(shù)我們也做過測算，如果是儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量越小，相應(yīng)每個(gè)單位的電芯循環(huán)次數(shù)是增加。我們又會(huì)從當(dāng)?shù)仨?xiàng)目壽命角度來考慮，到底您需要多大的設(shè)備，需要多長運(yùn)行時(shí)間，根據(jù)具體工況測算電池壽命等等。有一系列的精密算法，涉及到工程部門相關(guān)人員仔細(xì)測算得出這樣的結(jié)論。事實(shí)證明這個(gè)效果非常非常好。這個(gè)就是我們內(nèi)部的一個(gè)運(yùn)算流程，包括剛才我也介紹了如何檢測NEC的模型，怎么運(yùn)用到實(shí)際項(xiàng)目需求當(dāng)中來。
總結(jié)來說我們到底需要多少儲(chǔ)能系統(tǒng)才能滿足我們的要求呢？一句話簡單來說我們沒有黃金法則，每一個(gè)項(xiàng)目都是獨(dú)特的，每一個(gè)客戶的所有要求都是獨(dú)一無二。我們對(duì)于客戶就是，我們尊重客戶，我們需要滿足每一個(gè)客戶定制化的要求，我們針對(duì)客戶不同的需求，專業(yè)的團(tuán)隊(duì)，多年經(jīng)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)來進(jìn)行定制化服務(wù)。這樣可以保證您的項(xiàng)目、您的客戶會(huì)達(dá)到預(yù)期的項(xiàng)目要求和預(yù)期的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，給我們這個(gè)項(xiàng)目成功奠定基石。
介紹一下我們的NEC的GSS，電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)為主的NEC（英文）交流電解決方案。還有一些項(xiàng)目沒有寫上去，目前已經(jīng)大規(guī)模進(jìn)行運(yùn)行商業(yè)項(xiàng)目，最早的項(xiàng)目是08年開始投入商業(yè)運(yùn)營至今。最大的項(xiàng)目是在32兆瓦的儲(chǔ)能項(xiàng)目，用來做PGM市場調(diào)頻。2011年開始進(jìn)行商業(yè)運(yùn)行，每年都在賺錢。
總的來講GSS這套系統(tǒng)是一套高度集成，模塊化，已經(jīng)被驗(yàn)證過非常高效性、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性的成套設(shè)備系統(tǒng)。它主要有三個(gè)部分組成，大就叫做GBS，是集裝箱式鋰電池儲(chǔ)能系統(tǒng)，自帶冷卻功能、防火功能。第二直接跟電力電網(wǎng)相連接的部分，雙向功率鋁變器。和我們儲(chǔ)能系統(tǒng)可以完美進(jìn)行耦合，電力設(shè)備需要比較好的一套控制系統(tǒng)，控制軟件平臺(tái)進(jìn)行深度整合。我們上面的AEROSControls非常具有包容性，具有測算功能，實(shí)時(shí)調(diào)頻功能還有遠(yuǎn)程操控、遠(yuǎn)程監(jiān)控功能能量管理系統(tǒng)。
我們NEC的整體成套化產(chǎn)品是模塊化的組成部分。模塊化有什么好處？對(duì)于加工工廠和項(xiàng)目實(shí)施，模塊化意味著簡單高效。并且從配置系統(tǒng)來講會(huì)更加容易，針對(duì)客戶不同要求來講可以提供定制化的要求，可以保證每一個(gè)項(xiàng)目既能夠保證項(xiàng)目時(shí)間能夠按時(shí)，按照規(guī)定的預(yù)算進(jìn)行執(zhí)行，又能夠保證每套系統(tǒng)是針對(duì)客戶不同需求來進(jìn)行定制化要求。
先進(jìn)的控制系統(tǒng)平臺(tái)，AEROS，功能非常多，可以支持電力系統(tǒng)，電網(wǎng)。它的通訊接口非常的豐富，在歐洲地區(qū)可能是IEC61850等等這些通訊協(xié)議可以完美的兼容。數(shù)據(jù)庫都可以在AEROS上面非常大的呈現(xiàn)，這是非常大的包容系統(tǒng)。
我們有非常優(yōu)質(zhì)的售前服務(wù)，為客戶定制專門的解決方案，一些項(xiàng)目在已經(jīng)簽單開始實(shí)施之后，Post-Sale Activity對(duì)中華地區(qū)來講我們有非常強(qiáng)大的售后服務(wù)池，普星聚能，有非常多的積累。在發(fā)電領(lǐng)域和輸配電領(lǐng)域有經(jīng)驗(yàn)積累。NEC（英文）和普星聚能在市場深度合作，我們專業(yè)售后服務(wù)團(tuán)隊(duì)，專門針對(duì)客戶定制化需求，滿足這個(gè)項(xiàng)目成功實(shí)施。
最后在這里給大家來一個(gè)簡單總結(jié)，這里是我們普星聚能的一些聯(lián)系方式，我們非常希望有任何儲(chǔ)能方面問題，您能夠咨詢我們，您有任何的想法包括您有任何項(xiàng)目需要進(jìn)行實(shí)施，我們非常愿意盡我們所能為您提供最大的幫助，和客戶一起實(shí)現(xiàn)共贏，謝謝。(能源新聞網(wǎng))
