2022年9月儲能電站關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用

1、2022-9-121儲能電站關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用目 錄CONTENTS政策與收益模式分析2儲能電站設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)1工程案例分享31儲能電站設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)4儲能電站設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)平面布置方案：儲能電站的總平布置根據(jù)儲能電池類型、站址條件、應(yīng)用場景、建設(shè)工期等條件確定。磷酸鐵鋰電池儲能電站為例，一般宜采用預(yù)制艙全戶外布置或半戶外布置，部分電站也采用全戶內(nèi)布置方式。5儲能電站設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)平面布置方案，全戶外布置。電池采用預(yù)制艙形式布置于室外，儲 能變流器及升壓升壓設(shè)備采用戶外一 體機(jī)形式布置于室外。預(yù)制艙之間間隔3m作為防火間隔， 并作為檢修通道。6儲能電站設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)平面布置方案，半戶外布置。電池采用預(yù)制艙形

2、式布置于室外，儲能變 流器及升壓升壓設(shè)備布置于室內(nèi)。預(yù)制艙采用背靠背布置，中間采用防火墻 間隔，防火墻應(yīng)超出設(shè)備外輪廓 1m。不同儲能區(qū)域被升壓樓及環(huán)形道路隔開。綜合樓位于場站中心。7儲能電站設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)平面布置方案12.2.5：鋰離子電池設(shè)備布置宜分區(qū)布置， 單層電池廠房單個電池室額定能量不宜超 過30MWh，多層電池廠房單個電池室額 定能量不宜超過15MWh。屋外電池預(yù)制 艙（柜）布置分區(qū)內(nèi)儲能系統(tǒng)額定能量不 宜超過50MWh，相鄰分區(qū)的間距不應(yīng)小 于10m。當(dāng)間距不能滿足時，應(yīng)設(shè)置耐火 極限不應(yīng)低于4.00h的防火墻，防火墻應(yīng)超 出設(shè)備外輪廓 1m。8儲能電站設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)安全設(shè)計，熱失控

3、背景介紹電池?zé)崾Э囟际怯捎陔姵氐纳鸁崴俾蔬h(yuǎn)高于散熱速率，且熱量大量累積而未及時散發(fā)出去所引起的。從本質(zhì)上而言，“熱失控”是一 個能量正反饋循環(huán)過程：升高的溫度會導(dǎo)致系統(tǒng)變熱，系統(tǒng)變熱后溫度升高，又反過來讓系統(tǒng)變得更熱。9儲能電站設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)安全設(shè)計，預(yù)防為主，防消結(jié)合滅火劑滅火機(jī)理七氟丙烷隔絕氧氣全氟己酮隔絕氧氣、蒸發(fā)吸熱細(xì)水霧隔絕氧氣、蒸發(fā)吸熱10儲能電站設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)第一級第二級第三級第四級第五級安全設(shè)計，消防技術(shù)電池本體安全選擇性能良好 具備認(rèn)證產(chǎn)品， 通 過 G B / T36276認(rèn)證在線監(jiān)測電壓、 溫度在 線監(jiān)測煙感、 溫感、 可燃?xì)怏w探測 器。熱失控早期預(yù)警故障告警聯(lián)動斷開電氣 連

4、接啟動事故風(fēng)機(jī)氣體消防氣體消防裝置 啟動后備消防水消防啟動， 艙體全浸沒11儲能電站設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)，電池一致性儲能電站設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)閉式循環(huán)系統(tǒng)，冷卻媒介一般采用乙二醇水溶液，電池的熱量通過冷卻液帶出，并通過換熱器進(jìn)行換熱。 液冷電池預(yù)制艙內(nèi)最大溫差3左右，保證電芯的一致性水平，液冷系統(tǒng)具有能量密度高、站用電損耗低、 放電深度高、電池衰減小等特點。儲能電站設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)大型儲能電站數(shù)據(jù)量異常龐大，同時需滿足 多個管理單元數(shù)據(jù)傳輸需要。一般采取分層 分區(qū)的監(jiān)控結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)一般采用冗余配 置，數(shù)據(jù)傳輸滿足多通道數(shù)據(jù)傳輸要求。2政策及收益模式分析體系一：國家能源局（/）1、國家能源局區(qū)域監(jiān)管局華

5、北能源監(jiān)管局/ 東北能源監(jiān)管局/西北能源監(jiān)管局/ 華東能源 監(jiān)管局/ 華中能源監(jiān)管局/ 南方能源監(jiān)管局2、省級監(jiān)管辦公室山西能源監(jiān)管辦 /山東能源監(jiān)管辦 /甘肅能源監(jiān)管辦/新疆能源 監(jiān)管辦 /浙江能源監(jiān)管辦/ 江蘇能源監(jiān)管辦/ 福建能源監(jiān)管辦 / 河南能源監(jiān)管辦/湖南能源監(jiān)管辦/ 四川能源監(jiān)管辦/ 云南 能源監(jiān)管辦/貴州能源監(jiān)管辦體系二：?。ㄊ〖壞茉淳郑┞氊?zé)分工：原國家能源局與原國家電監(jiān)會重新組建了國家能源 局。在中央層面，重組后的國家能源局實現(xiàn)了政監(jiān)合一，原來兩個部委人員完全融合。在地方層面，原來各省 有能源主管部門，原 來國家電監(jiān)會在各省設(shè)有派出機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)電力行政 執(zhí)法工作。機(jī)構(gòu)重組后，地

6、方（?。用鎯蓚€機(jī)構(gòu) 并沒有融合，基本保持了原來的管理方式。省能源局對本省 政府負(fù)責(zé)，接受國家能源局業(yè) 務(wù)指導(dǎo)，其人財物歸省里管，主要負(fù)責(zé)省里能源項 目的規(guī)劃、計劃，業(yè)務(wù)偏宏觀。能源監(jiān)管辦為國家 能源派出機(jī)構(gòu)，直接對國家能源局負(fù)責(zé)，其人財物 歸國家能源局管，主要業(yè)務(wù)仍為電力，兼顧油氣管 網(wǎng)公平開放，業(yè)務(wù)偏微觀。政策發(fā)布機(jī)構(gòu)強制配儲政策國家能源局：超過電網(wǎng)企業(yè)保障性并網(wǎng)以外的規(guī)模初期按照功率15%的掛鉤比例（時長4 小時以上，下同）配建調(diào)峰能力，按 照20%以上掛鉤比例進(jìn)行配建的優(yōu)先并網(wǎng)。配建比例2022 年后根據(jù)情況適時調(diào)整，每年公布一次。江蘇：蘇北不低于10%，蘇南不低于8%，時長2小時。青

7、海：不低于新能源項目裝機(jī)量的10%，儲能時長2 小時以上。對儲能配比高、時間長的一體化項目給予優(yōu)先支持。新建、新 投運水電站同步配置新能源和儲能系統(tǒng)，使新增水電與新能源、儲能容量配比達(dá)到120.2，實現(xiàn)就地平衡。陜西：關(guān)中、陜北新增10 萬千瓦（含）以上集中式風(fēng)電、光伏發(fā)電項目按照不低于裝機(jī)容量10%配置儲能設(shè)施，其中榆林地區(qū) 不低于20%。山東：原則上按照不低于10%比例配建或租賃儲能設(shè)施，連續(xù)充電時間不低于2 小時。 福建：不低于開發(fā)規(guī)模的10%。河北：企業(yè)承諾按項目申報容量15%以上配置儲能裝置的，得10 分，儲能配置比例不低于15%按插值法得分。儲能設(shè)置要求按 連續(xù)儲能時長2 小時及以

8、上，且須與發(fā)電項目同步投運。寧夏：力爭到2025 年全區(qū)儲能設(shè)施容量不低于新能源裝機(jī)規(guī)模的10%、連續(xù)儲能時長2 小時以上。湖南：電、集中式光伏發(fā)電項目應(yīng)分別按照不低于裝機(jī)容量15%、5%比例(儲能時長2 小時)配建儲能電站。共享儲能/獨立儲能國家能源局：新型儲能可作為獨立儲能參與電力市場；配建形式存在的新型儲能項目，可轉(zhuǎn)為獨立儲能項目。鼓勵配建新型儲能與所屬電源聯(lián)合參與電力市場。加快推動獨立儲能參與電力市場配合電網(wǎng)調(diào)峰，參與中長期市場和現(xiàn)貨市場。河北：全省“十四五”期間電網(wǎng)側(cè)獨立儲能總體需求規(guī)模約1700 萬千瓦，其中冀北電網(wǎng)需求900 萬千瓦， 河北南網(wǎng)需求800 萬千瓦。內(nèi)蒙古：索推廣獨

9、立共享儲能模式，獨立共享式新型儲能電站應(yīng)集中建設(shè)，電站功率原則上不低于5 萬 千瓦，時長不低于4 小時。市場化并網(wǎng)消納的新能源項目要通過自建、合建共享調(diào)峰資源或購買服務(wù)等市場化方式落實并網(wǎng)條件，按照負(fù)荷需求增加并網(wǎng)規(guī)模。 河南：容量租賃200元/kwh年。山東：容量租賃 300元/kw年。容量補償山東：參與電力現(xiàn)貨市場的獨立儲能容量補償費用=機(jī)組月度可用容量0.0991 元/kwh安徽蕪湖：新建分布式光伏發(fā)電項目配套建設(shè)儲能系統(tǒng)，項目投運次月起對儲能系統(tǒng)按實際放電量給予0.3 元/kwh 補貼，同一項目年度最高補貼100 萬元。補貼項目為至2023年12 月31 日期間投產(chǎn)的項目， 單個項目補

10、貼年限為5 年。共享儲能案例分析統(tǒng)一建設(shè)，新能源場站租賃費用低于自建，收 取租金參與調(diào)峰等輔助服務(wù)市場獲取收益容量補償根據(jù)建設(shè)投資、經(jīng)營成本以及租金水平200元/kwh年的條件，計算共享儲能項目的資本金內(nèi)部 收益率為6.01%。1、政策依據(jù)山東電力輔助服務(wù)市場運營規(guī)則(試行)(2021年修訂版)(征求意見稿)（山東能源監(jiān)管辦）2、技術(shù)條件儲能設(shè)施：具備電力、電量數(shù)據(jù)分時計量與傳輸條件，數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性與可靠性滿足要求，充電功率暫定為不低于5兆瓦，持續(xù)充電 時間不低于2小時。3、輔助服務(wù)交易品種（1）發(fā)電側(cè)有償調(diào)峰發(fā)電側(cè)有償調(diào)峰輔助服務(wù)是指市場主體按照電網(wǎng)調(diào)峰需求，通過平滑穩(wěn)定地調(diào)整出力、改變運行狀態(tài)

11、等所提供的服務(wù)。第三十七條 參與輔助服務(wù)的儲能設(shè)施在日前申報次日最大充放電功率、可調(diào)用時段（調(diào)用持續(xù)時長不低于1小時）和交易價格，可根據(jù) 不同調(diào)用時段申報不同交易價格，每日最多可申報3個調(diào)用時段。試運行初期，儲能設(shè)施有償調(diào)峰報價上限暫按400元/兆瓦時執(zhí)行。第三十八條 儲能示范應(yīng)用項目參與有償調(diào)峰交易時報量不報價，按照200元/兆瓦時給予補償。第九十七條 儲能設(shè)施獲得的補償費用根據(jù)儲能設(shè)施充電電量所對應(yīng)的出清價進(jìn)行統(tǒng)計，計算公式如下：儲能設(shè)施有償調(diào)峰補償費用充 電電量實際出清電價第九十九條 并網(wǎng)火電廠、儲能設(shè)施、虛擬電廠有償調(diào)峰輔助服務(wù)補償費用由火電廠、集中式風(fēng)電場、集中式光伏電站、核電廠、送

12、入山 東的跨省區(qū)聯(lián)絡(luò)線、地方公用電廠、分布式光伏（戶用、扶貧項目除外）等共同分?jǐn)?。山東省輔助服務(wù)市場3、輔助服務(wù)交易品種（2）調(diào)頻（自動發(fā)電控制AGC）調(diào)頻（自動發(fā)電控制AGC）輔助服務(wù)是指發(fā)電機(jī)組或儲能設(shè)施在規(guī)定的出力調(diào)整范圍內(nèi)，跟蹤電力調(diào)度指令，按照一 定調(diào)節(jié)速率實時調(diào)整出力，以滿足電力系統(tǒng)頻率和聯(lián)絡(luò)線功率控制要求的服務(wù)。第五十四條 參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場的機(jī)組或儲能設(shè)施須滿足下述條件：按并網(wǎng)管理有關(guān)規(guī)程規(guī)定裝設(shè)AGC裝置；AGC裝置性能指標(biāo)滿足調(diào)度運行管理規(guī)定相關(guān)要求。電力調(diào)度機(jī)構(gòu)按季度發(fā)布AGC裝置的調(diào)節(jié)速率、調(diào)節(jié)性能綜合指標(biāo)及AGC 建議投運方式。第五十五條 調(diào)頻輔助服務(wù)市場采用日前申

13、報、集中優(yōu)化出清的方式開展。電力調(diào)度機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)根據(jù)電網(wǎng)運行情況確定次日電網(wǎng)調(diào)頻 輔助服務(wù)總需求量，市場主體通過競價方式提供調(diào)頻輔助服務(wù)。第五十六條 調(diào)頻輔助服務(wù)交易根據(jù)日前市場出清價格結(jié)算，市場出清價格是指當(dāng)日中標(biāo)調(diào)頻輔助服務(wù)的AGC裝置（機(jī)組或儲能設(shè) 施）的最高報價。試運行初期，設(shè)置調(diào)頻輔助服務(wù)報價上、下限，上限暫按8元/兆瓦執(zhí)行，下限為0元/兆瓦。第一百四條 調(diào)頻輔助服務(wù)補償費用由火電廠、風(fēng)電場、光伏電站、核電廠以及送入山東的跨省區(qū)聯(lián)絡(luò)線按當(dāng)日發(fā)和受電量比例分?jǐn)偂Ｉ綎|省輔助服務(wù)市場三、青海省1、政策依據(jù)青海省電力輔助服務(wù)市場運營規(guī)則（征求意見稿）（國家能源局西北監(jiān)管局）2、共享儲能調(diào)峰三、青

14、海省2、共享儲能調(diào)峰火力發(fā)電的調(diào)節(jié)曲線火儲聯(lián)調(diào)案例分析*調(diào)節(jié)反向*調(diào)節(jié)偏差（超調(diào)/欠調(diào)）*調(diào)節(jié)延時*機(jī)組節(jié)流，犧牲機(jī)組性能。*機(jī)組穩(wěn)定性差。Kp值1.55不等。里程浮 動調(diào)頻 里程（MWK值）出清價 格（元）日調(diào)頻 里程（元）年運 行天 數(shù)調(diào)頻補 償收益/ 年（萬 元）收益保 底費用（萬元）固定分 擔(dān)費用（萬元）更換電 池費用（萬元）年運維 費（萬 元）損耗電 量（萬 元）項目凈 收益/年（萬元）投資回 收期（年）10%16214140.51134983003404.9412080180801502794.942.065%15477140.51083393003250.171208018080

15、1502640.172.18基準(zhǔn)里程14740140.51031803003095.412080180801502485.42.32-5%14003140.5980213002940.6312080180801502330.632.47-10%13266140.5928623002785.8612080180801502175.862.64調(diào)頻里 程（MWK值?。﹦覭值出清價 格（元日調(diào)頻里） 程（元）年運行 天數(shù)調(diào)頻補 償收益/年（萬元）收益保 底費用（萬元）固定分 擔(dān)費用（萬元）更換電 池費用（萬元）年運維 費（萬 元）損耗電 量（萬 元）項目凈 收益/ 年（萬 元）投資回 收期（年）14

16、74020%16.80.55136197.63004085.92812080180801503475.9281.661474010%15.40.52118037.923003541.137612080180801502931.13761.9614740基準(zhǔn)k值140.51031803003095.412080180801502485.42.3214740-10%12.60.4583575.83002507.27412080180801501897.2743.0314740-20%11.20.4269336.963002080.108812080180801501470.10883.91峰谷價差

17、國家：要求優(yōu)化峰谷電價、尖峰電價、季節(jié)性電價等分時電價機(jī)制，上年或當(dāng)年預(yù)計最大系統(tǒng)峰 谷差率超過40%的地方，峰谷電價價差原則上不低于4:1，其他地方原則上不低于3:1。用戶側(cè)儲能案例用戶變壓器低壓側(cè)建設(shè)儲能設(shè)施；且用戶側(cè)儲能不可向電網(wǎng)倒送電力、不能向其它用 戶轉(zhuǎn)供，否則違反相關(guān)法律法規(guī)；儲能建設(shè)容量不大于用戶最大負(fù)荷或最大負(fù)荷一定 比例分散建設(shè)到各用戶專用變壓器用戶側(cè)；以20萬千瓦/60萬千瓦時為例，運行方式為每天兩 充兩放，谷時和平時利用變壓器剩余容量進(jìn)行充電、 峰時放電，儲能可通過峰谷價差獲利，且不額外增加 用戶容量電費。3工程案例分享總體建設(shè)目標(biāo)是通過實施建設(shè)“四區(qū)、四融合”，打造“兩

18、樞紐、兩平臺”。通過能源站建設(shè)，在融合設(shè)計、 商業(yè)模式等方面形成可復(fù)制、可推廣的創(chuàng)新實踐成果，打造功能多樣、技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新的示范樣本。多站融合儲能電站基于能源綜合服務(wù)站的建設(shè)思路，能源站由供 電區(qū)、儲能區(qū)、供冷區(qū)、數(shù)據(jù)中心區(qū)四大區(qū)域 構(gòu)成。同時，采用建筑融合、供電融合、通信 融合、數(shù)據(jù)融合四融合設(shè)計，實現(xiàn)多站融合節(jié) 地節(jié)能的綜合效益。多站融合儲能電站儲能電站由升壓區(qū)域和儲能區(qū)域組成，其 中儲能區(qū)域全戶外布置，采用模塊化設(shè)計 理念，電池采用磷酸鐵鋰電池，采用1500V液冷技術(shù)。共享儲能電站一、二次設(shè)備高度集成，采用標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制艙體布置形式，實現(xiàn)設(shè)計方案模塊化、設(shè)備基礎(chǔ)通用化、施工建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化，縮短建設(shè)周期，節(jié)約建設(shè)成本。電池艙與PCS升壓艙（2臺PCS+1臺升壓變）一一對應(yīng)，采用七氟丙烷氣體自動滅火