數(shù)字智慧方案儲(chǔ)能電站關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用

儲(chǔ)能電站關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用2022-9-12

11

儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)2

政策與收益模式分析3

工程案例分享CONTENTS目

錄1儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)加入星球獲取更多更全的數(shù)智化解決方案儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

平面布置方案：儲(chǔ)能電站的總平布置根據(jù)儲(chǔ)能電池類型、站址條件、應(yīng)用場(chǎng)景、建設(shè)工期等條件確定。

磷酸鐵鋰電池儲(chǔ)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。45儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)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(chǔ)

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(chǔ)能電站設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

平面布置方案，半戶外布置。

電池采用預(yù)制艙形式布置于室外，儲(chǔ)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(chǔ)能區(qū)域被升壓樓及環(huán)形道路隔開。

綜合樓位于場(chǎng)站中心。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(gè)電池室額定能量

不宜超過

30MWh

，多層電池廠房單個(gè)

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(chǔ)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(shí)，

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。7儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

平面布置方案儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

安全設(shè)計(jì)，熱失控背景介紹

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(shí)散發(fā)出去所引起的。從本質(zhì)上而言，“熱失控”是一個(gè)能量正反饋循環(huán)過程：升高的導(dǎo)致系統(tǒng)變熱，系統(tǒng)變熱后高，又反過來讓系統(tǒng)變得更熱。9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)吸熱儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

安全設(shè)計(jì)，預(yù)防為主，防消結(jié)合在線監(jiān)測(cè)

電

壓

、

溫

度在線監(jiān)測(cè)

煙

感

、

溫

感

、

可

燃

氣

體探測(cè)器。熱失控早期預(yù)警

故障告警

聯(lián)

動(dòng)斷

開

電

氣

連接

啟動(dòng)事故風(fēng)機(jī)電池本體安全

選

擇

性

能良

好具備認(rèn)證產(chǎn)品，

通

過G

B/

T

36276認(rèn)證儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

安全設(shè)計(jì)，消防技術(shù)第一級(jí)第二級(jí)第三級(jí)第四級(jí)第五級(jí)氣體消防

氣

體

消防

裝

置啟動(dòng)后備消防

水

消防

啟

動(dòng)

，艙體全浸沒10儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

關(guān)鍵技術(shù)，電池一致性11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(diǎn)。儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)儲(chǔ)能電站設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)大型儲(chǔ)能電站數(shù)據(jù)量異常龐大，

同時(shí)需滿

足

多個(gè)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職責(zé)分工：原國(guó)家能源局與原國(guó)家電監(jiān)會(huì)重新組建了國(guó)家能源局。在中央層面，重組后的國(guó)家能源局實(shí)現(xiàn)了政監(jiān)合一

，原來兩個(gè)部委人員完全融合。在地方層面

，原來各省源主管部門

，原來國(guó)家電監(jiān)會(huì)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，

地方（?。?/p>

層面兩個(gè)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(duì)本省府負(fù)責(zé)

，接受國(guó)家能源局業(yè)務(wù)指導(dǎo)，

其人財(cái)物歸省里管，

主要負(fù)責(zé)省里能源項(xiàng)

目的規(guī)劃、計(jì)劃

，業(yè)務(wù)偏宏觀。能源監(jiān)管辦為國(guó)家

能源派出機(jī)構(gòu)

，直接對(duì)國(guó)家能源局負(fù)責(zé)

，其人財(cái)物

歸國(guó)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。體系一：國(guó)家能源局（

1、國(guó)家能源局區(qū)域監(jiān)管局華北能源監(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(jí)監(jiān)管辦公室山西能源監(jiān)管辦/山東能源監(jiān)管辦/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

省（省級(jí)能源局）

政策發(fā)布機(jī)構(gòu)

強(qiáng)制配儲(chǔ)政策國(guó)家能源局：超過某著名企業(yè)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(shí)長(zhǎng)4

小時(shí)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(shí)調(diào)整

，每年公布一次。江蘇：蘇北不低于10%

，蘇南不低于8%

，時(shí)長(zhǎng)2小時(shí)。青海：不低于新能源項(xiàng)目裝機(jī)量的10%

，儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)2小時(shí)以上。對(duì)儲(chǔ)能配比高、時(shí)間長(zhǎng)的一體化項(xiàng)目給予優(yōu)先支持。新

建、新投運(yùn)水電站同步配置新能源和儲(chǔ)能系統(tǒng)，使新增水電與新能源、儲(chǔ)能容量配比達(dá)到1︰

2

︰

0.2

，實(shí)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(xiàng)目按照不低于裝機(jī)容量10%配置儲(chǔ)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(chǔ)能設(shè)施，連續(xù)充電時(shí)間不低于2小時(shí)。福建：不低于開發(fā)規(guī)模的10%

。河北：企業(yè)承諾按項(xiàng)目申報(bào)容量15%以上配置儲(chǔ)能裝置的，得10分，儲(chǔ)能配置比例不低于15%按插值法得分。儲(chǔ)能設(shè)置要求按連續(xù)儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)2小時(shí)及以上，且須與發(fā)電項(xiàng)目同步投運(yùn)。寧夏：力爭(zhēng)到2025

年全區(qū)儲(chǔ)能設(shè)施容量不低于新能源裝機(jī)規(guī)模的10%

、連續(xù)儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)2小時(shí)以上。湖南：電、集中式光伏發(fā)電項(xiàng)目應(yīng)分別按照不低于裝機(jī)容量15%、5%比例(儲(chǔ)能時(shí)長(zhǎng)2小時(shí))配建儲(chǔ)能電站。共享儲(chǔ)能

/

獨(dú)立儲(chǔ)能l新型儲(chǔ)能可作為獨(dú)立儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)；配建形式存在的新型儲(chǔ)能項(xiàng)目，可轉(zhuǎn)為獨(dú)立儲(chǔ)能項(xiàng)目。l鼓勵(lì)配建新型儲(chǔ)能與所屬電源聯(lián)合參與電力市場(chǎng)。l加快推動(dòng)獨(dú)立儲(chǔ)能參與電力市場(chǎng)配合某著名企業(yè)調(diào)峰

，參與中長(zhǎng)期市場(chǎng)和現(xiàn)貨市場(chǎng)。河北：全省“十四五”期間某著名企業(yè)側(cè)獨(dú)立儲(chǔ)能總體需求規(guī)模約1700萬千瓦

，其中冀北某著名企業(yè)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(dú)立共享儲(chǔ)能模式，獨(dú)立共享式新型儲(chǔ)能電站應(yīng)集某著名企業(yè)設(shè)，電站功率原則上不低于5萬千瓦，時(shí)長(zhǎng)不低于4

小時(shí)。市場(chǎng)化并網(wǎng)消納的新能源項(xiàng)目要通過自建、合建共享調(diào)峰資源或購(gòu)買服務(wù)等市場(chǎng)化方式落實(shí)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

國(guó)家能源局：

容量補(bǔ)償山東：參與電力現(xiàn)貨市場(chǎng)的獨(dú)立儲(chǔ)能容量補(bǔ)償費(fèi)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(xiàng)目配套建設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)，項(xiàng)目投運(yùn)次月起對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)按實(shí)際放電量給予0.3

元

/kwh

補(bǔ)貼，同一項(xiàng)目年度最高補(bǔ)貼100萬元。補(bǔ)貼項(xiàng)目為至2023年12月31日期間投產(chǎn)的項(xiàng)目，單個(gè)項(xiàng)目補(bǔ)貼年限為5年。

共享儲(chǔ)能案例分析u統(tǒng)一建設(shè)，新能源場(chǎng)站租賃費(fèi)用低于自建，收

取租金u參與調(diào)峰等輔助服務(wù)市場(chǎng)獲取收益u容量補(bǔ)償根據(jù)建設(shè)投資、經(jīng)營(yíng)成本以及租金水平200元/kwh·年的條件，計(jì)算共享儲(chǔ)能項(xiàng)目的資本金收益率為6.01%

。

山東省輔助服務(wù)市場(chǎng)1、政策依據(jù)《山東電力輔助服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)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(chǔ)能設(shè)施：具備電力、電量數(shù)據(jù)分時(shí)計(jì)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(shí)間不低于2小時(shí)。3、輔助服務(wù)交（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(chǎng)主體按照某著名企業(yè)調(diào)峰需求，通過平滑穩(wěn)定地調(diào)整出力、改變運(yùn)行狀態(tài)等所提供的服務(wù)。l

第三十七條參與輔助服務(wù)的儲(chǔ)能設(shè)施在日前申報(bào)次日最大充放電功率、可調(diào)用時(shí)段（調(diào)用持續(xù)時(shí)長(zhǎng)不低于1小時(shí)）和交，可根

據(jù)不同調(diào)用時(shí)段申報(bào)不同交

，每日最多可申報(bào)3

個(gè)調(diào)用時(shí)段。試運(yùn)行初期，儲(chǔ)能設(shè)施有償調(diào)峰報(bào)價(jià)上限暫按400元

/

兆瓦時(shí)執(zhí)

行。l

第三十八條儲(chǔ)能示范應(yīng)用項(xiàng)目參與有償調(diào)峰交量不報(bào)價(jià)，按照200元

/

兆瓦時(shí)給予補(bǔ)償。l

第九十七條儲(chǔ)能設(shè)施獲得的補(bǔ)償費(fèi)用根據(jù)儲(chǔ)能設(shè)施充電電量所對(duì)應(yīng)的出清價(jià)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算公式如下：儲(chǔ)能設(shè)施有償調(diào)峰補(bǔ)償費(fèi)用＝充

電電量×實(shí)際出清電價(jià)l

第九十九條并網(wǎng)火電廠、儲(chǔ)能設(shè)施、虛擬電廠有償調(diào)峰輔助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用由火電廠、集中式風(fēng)電場(chǎng)、集中式光伏電站、核電廠、送入山

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(xiàng)目除外）等共同分?jǐn)偂?/p>

山東省輔助服務(wù)市場(chǎng)3、輔助服務(wù)交（2）調(diào)頻（自動(dòng)發(fā)電控制AGC）調(diào)頻（自動(dòng)發(fā)電控制

AGC）輔助服務(wù)是指發(fā)電機(jī)組或儲(chǔ)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(shí)時(shí)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)。l

第五十四條

參與調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)的機(jī)組或儲(chǔ)能設(shè)施須滿足下述條件：1.按并網(wǎng)管理有關(guān)規(guī)程規(guī)定裝設(shè)AGC裝置；2.AGC裝置性能指標(biāo)滿足調(diào)度運(yùn)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(yùn)方式。l

第五十五條

調(diào)頻輔助服務(wù)市場(chǎng)采用日前申報(bào)、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)某著名企業(yè)運(yùn)行情況確定次日某著名企業(yè)調(diào)頻輔助服務(wù)總需求量，市場(chǎng)主體通過競(jìng)價(jià)方式提供調(diào)頻輔助服務(wù)。l

第五十六條

調(diào)頻輔助服務(wù)交日前市場(chǎng)出清價(jià)格結(jié)算

，市場(chǎng)出清價(jià)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(chǔ)能設(shè)施）的最高報(bào)價(jià)。試運(yùn)行初期，設(shè)置調(diào)頻輔助服務(wù)報(bào)價(jià)上、下限，上限暫按8元

/

兆瓦執(zhí)行，下限為0元

/

兆瓦。l

第一百〇四條

調(diào)頻輔助服務(wù)補(bǔ)償費(fèi)用由火電廠、風(fēng)電場(chǎng)、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)?。三、青海?、政策依據(jù)《青海省電力輔助服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)規(guī)則（征求意見稿）》（國(guó)家能源局西北監(jiān)管局）2、共享儲(chǔ)能調(diào)峰三、青海省2、共享儲(chǔ)能調(diào)

峰

火儲(chǔ)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(shí)*機(jī)組節(jié)流，犧牲機(jī)組性

能。*機(jī)組穩(wěn)定性差?！狵p

值

1.5~5

不等。

火力發(fā)電的調(diào)節(jié)曲線里程浮動(dòng)調(diào)頻里程(MWK值)出清價(jià)

格（元）日調(diào)頻

里程

（元）年運(yùn)

行天數(shù)調(diào)頻補(bǔ)

償收益/年（萬元）收益保

底費(fèi)用

（萬

元）固定分

擔(dān)費(fèi)用

（萬

元）更換電

池費(fèi)用

（萬元）年運(yùn)維

費(fèi)（萬

元）損耗電

量（萬

元）項(xiàng)目?jī)羰找?/p>

/年（萬元）投資回收期

（年）10%16214140.51134983003404.9412080180801502794.942.065%15477140.51083393003250.1712080180801502640.172.18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值浮

動(dòng)K值出清價(jià)

格（元日調(diào)頻里

)

程（元）年運(yùn)行

天數(shù)調(diào)頻補(bǔ)

償收益/年（萬元）收益保

底費(fèi)用（萬元）固定分

擔(dān)費(fèi)用

（萬

元）更換電池費(fèi)用（萬

元）年運(yùn)維費(fèi)（萬

元）損耗電

量（萬

元）項(xiàng)目?jī)羰找?/p>

/年（萬

元）投資回

收期

（年）1474020%16.80.55136197.63004085.9

2812080180801503475.9

281.661474010%15.40.52118037.923003541.1

37612080180801502931.1

3761.9614740基準(zhǔn)

k

值140.51031803003095.412080180801502485.42.3214740-10%12.60.4583575.83002507.2

7412080180801501897.2

743.03)

峰谷價(jià)差國(guó)家

：要求優(yōu)化峰谷電價(jià)、尖峰電價(jià)、季節(jié)性電價(jià)等分時(shí)電價(jià)機(jī)制，上年或當(dāng)年預(yù)計(jì)最大系統(tǒng)峰

谷差率超過40%的地方，峰谷電價(jià)價(jià)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(chǔ)能案例u用戶變壓器低壓側(cè)建設(shè)儲(chǔ)能設(shè)施；u且用戶側(cè)儲(chǔ)能不可向某著名企業(yè)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)；u儲(chǔ)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)；u以20萬千瓦

/60萬千瓦時(shí)為例，運(yùn)行方式為每天

兩

充兩放

，谷時(shí)和平時(shí)利用變壓器剩余容量進(jìn)行充

電、

峰時(shí)放電，

儲(chǔ)能可通過峰谷價(jià)差獲利，

且不額外增加用戶容量電費(fèi)。3工程案例分享總體建設(shè)目標(biāo)是通過實(shí)施建設(shè)“四區(qū)、四融合”，打造“兩樞紐、兩平臺(tái)”。通過能源站建設(shè)，在融合設(shè)

計(jì)、商業(yè)模式等方面形成可復(fù)制、可推廣的創(chuàng)新實(shí)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(chǔ)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(chǔ)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(shí)，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(jì)，實(shí)現(xiàn)多站融合節(jié)

地節(jié)能的綜合效益。多站融合儲(chǔ)能電站儲(chǔ)能電站由升壓區(qū)域和儲(chǔ)能區(qū)域組成，其

中儲(chǔ)能區(qū)域全戶外布置，

采用模塊化

設(shè)計(jì)

理念，

電池采用磷酸鐵鋰電池，

采用1500V

液冷技術(shù)。共享儲(chǔ)能電站火方式）

均裝設(shè)紅外測(cè)探頭。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(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案模塊化、設(shè)備基礎(chǔ)通用化、施工建設(shè)標(biāo)電池艙與PCS升壓艙（

2臺(tái)PCS+1臺(tái)升壓變）

一一對(duì)應(yīng)，采用