蓬莱电厂用上四种“充电宝”

本刊记者 孙庭阳 | 山东报道(bàodào) 6月12日，国家(guójiā)能源集团山东蓬莱公司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(fùhé)储能(chǔnéng)电站项目（下称“蓬莱复合储能电站”）通过验收(yànshōu)。建设者欢呼雀跃。 蓬莱复合储能电站是国内首个集成4种(zhǒng)新型储能技术的复合型(fùhéxíng)智慧储能示范项目，要(yào)协同发挥4种储能技术最大效力，为储能行业做出示范。 约3个月前，蓬莱复合储能电站一次并网成功(chénggōng)。从那时起，该项目开始试运行，如今(rújīn)终于正式商用。 近期，本刊记者一行(yīxíng)走进蓬莱复合储能电站，了解这一项目的最新进展(zuìxīnjìnzhǎn)。 国能集团蓬莱(pénglái)复合储能电站 “储能电站立项之初，目的是消纳(xiāonà)山东新能源电力波动。现在看来，恰好契合了电力市场发展(fāzhǎn)态势。”国家能源蓬莱发电有限公司(yǒuxiàngōngsī)（下称“蓬莱发电”）副总经理王军海介绍。 作为排名靠前(qián)的(de)经济大省，山东省的电力供应端和用户端有着“甜蜜的烦恼”。2024年10月(yuè)，山东省新能源(xīnnéngyuán)发电装机规模历史性超过煤电；今年5月，山东省新能源和可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(yǔ)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，此时恰逢用电低谷。晚间，光伏发电到了低谷，此时到了用电高峰(gāofēng)。风力发电机组的发电效率(xiàolǜ)与风速大小和稳定性有直接关系。 电网需要(xūyào)实时电量(diànliàng)平衡(pínghéng)，山东省内现有机组运行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、调频作用，保障电力系统安全稳定运行。 为解决这类问题，国家发展改革委和(wěihé)国家能源局在《“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(děng)创新商业模式(shāngyèmóshì)的应用示范。这些储能设施，被(bèi)人们形象的称为大型“充电宝”。 结合地区电力系统的调节需求和国家能源(néngyuán)集团的发展规划，作为储能应用先行军的山东(shāndōng)与国家能源集团协作，蓬莱(pénglái)复合储能电站项目建设启动。 多(duō)技术路线的产业实践 “与(yǔ)部分电站(diànzhàn)最多两三种储能(chǔnéng)方式不同，蓬莱复合储能电站肩负着科研项目产业化落地的重任，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(jìzhě)。 飞轮调频反应速度快，可达毫秒级；磷酸铁锂电池技术成熟、能量密度(mìdù)高；钠离子电池低温性能(xìngnéng)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(néngyuán)局及国家级新型储能(chǔnéng)试点示范项目、国家能源集团科技项目，需要国能信控技术股份有限公司（下称“国能信控”）做好协同(xiétóng)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(míbǔ)单一储能技术能量密度和寿命的不足，扬长避短(yángchángbìduǎn)，全面(quánmiàn)覆盖短时调频、中长时调峰等多种需求场景。”蓬莱发电副总经理李跃林介绍，“我们这个项目，就是要在(zài)实际运转中积累经验，为同行做出示范。” 试运行两个月，4种储能方式协同(xiétóng)的优势得到了充分验证。 飞轮调频可以在(zài)收到(shōudào)调度指令信号后100毫秒以内达到满功率充电或放电状态(zhuàngtài)。据蓬莱发电电气专工孔令勃介绍，他们采用了全球单体最大的磁悬浮飞轮装置，能辅助蓬莱电厂燃煤机组快速、准确跟随调频指令，有效提升机组的综合调频性能(xìngnéng)，释放火电机组自身(zìshēn)发电能力，提升设备可靠性。 2024年11月，4MW级磁悬浮飞轮入选(rùxuǎn)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(jièshào)，项目使用新一代磷酸铁锂电芯，比前一代更节能、装配(zhuāngpèi)简化程度更高、施工量更少。“公司在江苏有专业的储能生产基地，组装集成(jíchéng)后运送到这里，接线后就能使用，比在现场集成效率(xiàolǜ)更高、质量更稳定。” “我国全钒液流电池(diànchí)(diànchí)储能技术水平处于国际领先地位，但受到成本制约，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(néngyuán)研究院合作研发的液流电池系统设备(shèbèi)，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(xiàolǜ)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(tuīdòng)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。蓬莱复合储能(chǔnéng)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，蓬莱复合储能项目已经(yǐjīng)获得20项发明专利，实用新型专利受理4项，软件(ruǎnjiàn)著作权(zhùzuòquán)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(jìzhě) 孙庭阳I摄 国能集团蓬莱复合储能电站工作人员监控设备(shèbèi)运行 充放电次数越多，电站效益(xiàoyì)越好 科研项目产业化落地的另一个关键是，如何为客户(kèhù)创造价值，使储能项目“建得好、用(yòng)得好、管得(guǎndé)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，电价高峰时放电，为电网‘削峰填谷(tiángǔ)’稳定运行贡献力量的(de)(de)同时，获得经济效益。”张传升解读储能电站的盈利模式。 据蓬莱(pénglái)发电设备管理部副主任李松涛介绍(jièshào)，今年“五一”期间，山东省午间时段的上网电价是-0.08元/度，晚间用电高峰时电价约0.6元/度，能利用好这个时段才能让储能电站(diànzhàn)实现效益最大化。 国能信控新能源业务中心总经理张毅博告诉本刊记者，作为(zuòwéi)电厂智能化解决方案的(de)提供商，多年(duōnián)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(diàodù)(dù)系统包含能量调控与交易决策两大模块(mókuài)，以山东电力(shāndōngdiànlì)市场交易规则为前置条件，以复合储能系统的综合能效最优化(zuìyōuhuà)以及保障运行安全可靠为目标，综合考虑(kǎolǜ)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(cáinéng)达到既保障电厂收益又(yòu)主动支撑电网安全稳定运行的效果。”李松涛说。 项目每年充放电次数越(yuè)多，电站的经济效益会越好。据悉，项目转入商业运营(yùnyíng)后，储能电站可实现每天约9万元的盈利。 为了对储能(chǔnéng)电站多形式储能系统进行全面的、深入的综合管控(guǎnkòng)，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(píngtái)，能够从电池运行机理方面对热失控等故障提供及时、准确的早期预警信息，以帮助管理人员及时采取措施，预防事故发生(fāshēng)。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(yǒu)了储能电站(diànzhàn)，机组响应速度和调节能力都会提高。项目提升了机组支撑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(fúwù)等提升相关收益。”李智华说(shuō)，“健全储能收益机制，是引导产业健康发展的必要条件。”